DE202018104226U1 - Injection molded sliding bearing component with marking - Google Patents
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Abstract
Spritzguss-Gleitlagerbauteil (1, 2, 3), das aus Kunststoff im Spritzgussverfahren als einteiliger Kunststoffkörper hergestellt ist, der eine erste Oberfläche (121, 221, 321) und mindestens eine zweite Oberfläche (122, 222, 322) aufweist, wobei die erste Oberfläche eine Gleitfläche (121, 221, 321) zur gleitenden Lagerung von und/oder an einem Gleitpartner umfasst; dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Oberfläche (122, 222, 322) zumindest eine Markierung (10, 20, 30) aufweist, die eine Datencode-Markierung (10, 20, 30) mit einem 2D-Code umfasst, welcher Daten codiert, und
dass die Datencode-Markierung (10, 20, 30) im Spritzgussverfahren in den Kunststoffkörper eingebracht und an der zweiten Oberfläche (122, 222, 322) maschinenlesbar vorgesehen ist.
Injection molded sliding bearing component (1, 2, 3), which is made of plastic by injection molding as a one-piece plastic body having a first surface (121, 221, 321) and at least one second surface (122, 222, 322), wherein the first Surface comprises a sliding surface (121, 221, 321) for sliding storage of and / or on a sliding partner; characterized,
in that the second surface (122, 222, 322) comprises at least one marker (10, 20, 30) comprising a data code marker (10, 20, 30) with a 2D code encoding data, and
the data code marking (10, 20, 30) is injection-molded into the plastic body and provided on the second surface (122, 222, 322) in a machine-readable manner.
Description
Die Erfindung betrifft allgemein das Markieren von spritzgussgefertigten Gleitlager-Kunststoffteilen für ein Gleitlager (Engl. plain bearing).The invention relates generally to the marking of injection molded slide bearing plastic parts for a plain bearing.
Unter Gleitlager wird insbesondere im Sinne des Maschinenbaus eine Vorrichtung zum gleitenden Führen gegeneinander beweglicher Bauteile, insbesondere gegeneinander beweglicher Maschinenbauteile, verstanden. Bei einem Gleitlager stehen typisch mindestens zwei relativ zueinander bewegliche Gleitpartner durch ihre jeweiligen Gleitflächen in direktem Kontakt zueinander. Im Gegensatz zu Wälzlagern gleiten dabei die Gleitpartner unmittelbar aufeinander entlang deren Gleitflächen gegen den durch eine Reibung der Gleitflächen (Gleitreibung) verursachten Widerstand. Die Gleitpartner interagieren dabei miteinander durch ihre jeweiligen Gleitflächen zwecks Lagerung.Under plain bearings is understood in particular in the sense of mechanical engineering, a device for sliding guide against each other movable components, in particular against each other movable machine components. In a plain bearing, typically at least two sliding partners movable relative to each other are in direct contact with each other through their respective sliding surfaces. In contrast to rolling bearings, the sliding partners slide directly against each other along their sliding surfaces against the resistance caused by a friction of the sliding surfaces (sliding friction). The sliding partners interact with each other through their respective sliding surfaces for storage.
Der Begriff Gleitlager umfasst vorliegend insbesondere hinsichtlich der Freiheitsgrade sämtliche Lagerarten, beispielsweise Radiallager, Axiallager, Linearlager, Gelenklager. Der Begriff Gleitlagerbauteil umfasst z.B. auch ein Bauteil eines Linearführungssystems, das mindestens eine Gleitfläche aufweist. Mit Gleitlagerbauteil ist vorliegend ferner sowohl das lagernde als auch das gelagerte Bauteil umfasst.In the present case, the term slide bearing encompasses all bearing types, in particular with regard to the degrees of freedom, for example radial bearings, thrust bearings, linear bearings, spherical plain bearings. The term plain bearing component includes e.g. also a component of a linear guide system which has at least one sliding surface. In the present case, the bearing component as well as the bearing component are also included with the sliding bearing component.
Im Spritzgussverfahren lassen sich direkt verwendbare Bauteile von Gleitlagern in Großserien bzw. Massenfertigung kostengünstig herstellen.In injection molding directly usable components of plain bearings in mass production or mass production can be produced inexpensively.
Die Erfindung betrifft im Einzelnen ein solches gattungsgemäßes Spritzguss-Gleitlagerbauteil, das aus Kunststoff im Spritzgussverfahren, insbesondere als einteiliger Kunststoffkörper hergestellt ist. Der Kunststoffkörper hat dabei eine erste Oberfläche und mindestens eine zweite Oberfläche, wobei die erste Oberfläche eine Gleitfläche zur gleitenden Lagerung von und/oder an einem Gleitpartner umfasst.More particularly, the invention relates to such a generic injection-molded sliding bearing component, which is made of plastic by injection molding, in particular as a one-piece plastic body. The plastic body has a first surface and at least one second surface, wherein the first surface comprises a sliding surface for sliding storage of and / or on a sliding partner.
Im Spritzgussverfahren können durch entsprechende Gestaltung der Negativform Markierungen eingebracht werden, wie etwa vorstehende oder vertiefte Beschriftungen der Oberfläche z.B. mit Artikelnummer und Hersteller. Es ist auch bekannt, beim Spritzgießen variable Markierungen einzubringen, z.B. zum Herstellungsdatum. Dies erfolgt typisch durch sog. „Gießuhren“, d.h. im Spritzgießwerkzeug drehbare Stempel, die eine Art Zeitstempel in den Kunststoffkörper einbringen, der meist an der Außenseite sichtbar ist. Eine Markierung bedeutet hier insbesondere eine optisch lesbare Information, gleich ob menschen- und/oder maschinenlesbar.In the injection molding process, markings can be made by appropriate design of the negative mold, such as protruding or recessed writing of the surface, e.g. with article number and manufacturer. It is also known to introduce variable markers in injection molding, e.g. to the date of manufacture. This is typically done by so-called "casting watches", i. in the injection mold rotatable stamp, which introduce a kind of time stamp in the plastic body, which is usually visible on the outside. In this case, a marking means in particular optically readable information, whether human-readable and / or machine-readable.
In der Markierungs- und Kennzeichnungstechnologie von Produkten ganz allgemein finden nun vermehrt sogenannte 2D-Codes Anwendung, insbesondere Matrix-Codes. Verbreitet sind z.B. der sog. QR-Code®, insbesondere nach ISO/IEC 18004, oder der sog. DataMatrix™-Code, insbesondere nach ISO/IEC 16022. Es handelt sich jeweils um optisch maschinenlesbare Symbole. Sie bieten u.a. höhere Informationsdichte im Vergleich zu alphanumerischer Beschriftung oder EAN-Barcodes. Zweidimensionale Codes werden zur Teileidentifikation in der Herstellung genutzt, beispielsweise in der Prozessautomatisierung, zur Verfolgbarkeit, Qualitätskontrolle, usw. Eine zuverlässige, schnelle und präzise Identifikation ist auch nach der Herstellung vorteilhaft, insbesondere beim Nutzer.In the marking and marking technology of products in general, so-called 2D codes are increasingly being used, in particular matrix codes. Widespread are e.g. the so-called QR-Code®, in particular according to ISO / IEC 18004, or the so-called DataMatrix ™ code, in particular according to ISO / IEC 16022. These are each optically machine-readable symbols. They offer u.a. Higher information density compared to alphanumeric labeling or EAN barcodes. Two-dimensional codes are used for part identification in manufacturing, for example, in process automation, traceability, quality control, etc. Reliable, fast and accurate identification is also advantageous after manufacture, especially at the user.
Eine vermehrt eingesetzte Technik ist die direkte Teilekennzeichnung bzw. Direktmarkierung von Teilen (Engl. „Direct Part Marking“: DPM) mit zweidimensionalen Codes (2D-Codes) auf Teileoberflächen. DPM betrifft Verfahren zum Aufbringen einer dauerhaften Markierung unmittelbar an der Oberfläche eines Produkts. Im Vergleich zum nachträglichen Aufbringen von Etiketten oder dgl. ist die Direktmarkierung sicherer und einfacher zu automatisieren.An increasingly used technique is the direct parts marking or Direct Marking (DPM) with two-dimensional codes (2D codes) on parts surfaces. DPM relates to methods of applying a permanent mark directly to the surface of a product. Compared to the subsequent application of labels or the like. The direct marking is safer and easier to automate.
Verschiedene DPM-Technologien sind bekannt, vgl. Einleitung in
Zur Laserbeschriftung von Spritzgussteilen aus Kunststoff beschreiben z.B. die Patente
Auch bekannt sind Nadelpräger, Ritzpräger, Nadel-Ritz-Graviersysteme und ähnliche Graviermaschinen, um eine Markierung direkt in die Teileoberfläche einzubringen. Diese werden überwiegend für Metallteile eingesetzt. Es handelt sich, wie beim Lasergravieren um intrusive bzw. subtraktive Methoden, welche die Oberfläche des Bauteils nachträglich kontrolliert verändern, um z.B. den gewünschten 2D-Code einzubringen.Also known are needle markers, scoring markers, needle-scoring engraving systems and similar engraving machines to introduce a mark directly into the part surface. These are mainly used for metal parts. As with laser engraving, it involves intrusive or subtractive methods which subsequently modify the surface of the component in a controlled manner, e.g. to bring in the desired 2D code.
Es sind auch nicht-intrusive Techniken, insbesondere additive Markierverfahren bekannt, die durch nachträgliches Aufbringen einer Medienschicht auf der Oberfläche markieren, z.B. die Tintenstrahlmarkierung, vgl. Einzelheiten im Technischen Bericht ISO/IEC TR 24720 (Erstausgabe 2008).There are also known non-intrusive techniques, in particular additive marking methods, which mark by subsequently applying a layer of media to the surface, e.g. the inkjet marking, cf. Details in Technical Report ISO / IEC TR 24720 (first edition 2008).
Die vorstehenden DPM-Techniken können in den Produktionsprozess integriert werden, markieren Bauteile jedoch nachträglich in einem separaten Schritt. Dadurch entsteht Zusatzaufwand und eine inhärente Verwechslungssicherheit ist nicht gegeben (d.h. falsche Teilemarkierung ist möglich).The above DPM techniques can be integrated into the production process, mark components later in a separate step. This results in extra effort and an inherent confusion is not given (ie incorrect part marking is possible).
In der Metall-Gießtechnik wurde ferner bereits vorgeschlagen, Teile ohne zusätzlichen Arbeitsgang, im Rahmen der Urformung des Formteils, mit einer optisch lesbaren Code-Markierung zu versehen. In der Patentanmeldung
Einen weiteren Ansatz zur Markierung von Metall-Gussteilen während des Urformprozesses (Urformen aus dem flüssigen Zustand) beschreibt das Patent
Die beiden vorstehenden Ansätze aus der Gießereitechnik für Metallteile sind nicht ohne weiteres für Kunststoff-Spritzgussverfahren mit relativ hohem Druck (Urformen aus dem plastischen Zustand) geeignet.The two above approaches from the foundry technology for metal parts are not readily suitable for plastic injection molding with relatively high pressure (prototyping from the plastic state).
Bei Gleitlagerbauteilen kommt erschwerend hinzu, dass die unterschiedlichen Materialien, aus denen sie hergestellt sind, eine hohe Festigkeit aufweisen sollen. Solche Teile können aus einer Reihe unterschiedlicher Spezialkunststoffe, insbesondere tribologisch optimierter Kunststoffe, hergestellt und sind daher mit üblichen Techniken zur Direktmarkierung, wenn überhaupt, nur bedingt zuverlässig bzw. in gleichbleibender Güte markierbar. Auch eine Laserbeschriftung ist nicht mit allen derartigen Kunststoffen ohne weiteres möglich. Auch mit anderen Verfahren ist das Anbringen von für das Maschinenlesen ausreichend kontrastreichen Code-Markierungen auf Kunststoff für industrietaugliche Gleitlagerbauteilen oft nicht ohne weiteres möglich.In sliding bearing components is aggravating that the different materials from which they are made, should have a high strength. Such parts can be made of a number of different specialty plastics, in particular tribologically optimized plastics, and are therefore, if at all, only conditionally reliable or can be marked with the same quality using conventional techniques for direct marking. Even a laser inscription is not readily possible with all such plastics. Even with other methods attaching sufficient for machine reading code marks on plastic for industrial sliding bearing components is often not possible.
Eine einfache Lösung zur Markierung von Spritzguss-Gleitlagerbauteilen mit Zusatzinformationen ist jedoch auch im Zuge der Herstellung von Gleitlagerbauteilen im Spritzgussverfahren aus technischen Kunststoffen wünschenswert.However, a simple solution for marking injection molded sliding bearing components with additional information is also desirable in the course of the production of sliding bearing components by injection molding from engineering plastics.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es mithin, eine kostengünstige und zuverlässige Technik aufzuzeigen, die es erlaubt, Spritzguss-Gleitlagerbauteile zu markieren. Die Technik sollte insbesondere verwechslungssicher und möglichst zuverlässig sein, auch bei sehr hohen Stückzahlen.It is therefore an object of the invention to provide a cost effective and reliable technique which allows to mark injection molded slide bearing components. The technology should be particularly confusion-proof and as reliable as possible, even at very high quantities.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Spritzguss-Gleitlagerbauteil nach Anspruch 1 und unabhängig davon durch ein Kunststoff-Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 28.This object is achieved by an injection-molded sliding bearing component according to
Es wird nach dem Oberbegriff aus Anspruch 1 zunächst ein Spritzguss-Gleitlagerbauteil vorgeschlagen, das zumindest überwiegend aus einem Kunststoff besteht und im Spritzgussverfahren, insbesondere als einteiliger Kunststoffkörper, hergestellt ist. Der Kunststoffkörper hat eine erste Oberfläche und mindestens eine zweite Oberfläche, wobei zumindest oder nur die erste Oberfläche eine Gleitfläche zur gleitenden Lagerung von und/oder an einem Gleitpartner umfasst.It is first proposed according to the preamble of
In einfachster Ausführungsform wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die zweite Oberfläche zumindest eine Markierung aufweist, die eine Datencode-Markierung mit einem 2D-Code umfasst. Diese Datencode-Markierung wird bei der Herstellung im Spritzgussverfahren bzw. im Spritzgusswerkzeug in den Kunststoffkörper eingebracht und an der zweiten Oberfläche maschinenlesbar vorgesehen. So kann der 2D-Code insbesondere durch das Spritzgusswerkzeug selbst erzeugt werden. Der 2D-Code codiert Daten und ist zur Erfassung dieser Daten durch ein Datenerfassungsgerät geeignet. Die Erfassung kann dabei optisch, insbesondere elektrooptisch, mit einem handelsüblichen Datenerfassungsgerät bzw. Code-Lesegerät erfolgen. Die Datencode-Markierung ist zumindest im losen bzw. nicht montierten Zustand sichtbar.In the simplest embodiment, it is proposed according to the invention that the second surface has at least one marking which comprises a data code marking with a 2D code. This data code marking is introduced into the plastic body during production by injection molding or in the injection molding tool and provided on the second surface in a machine-readable manner. Thus, the 2D code can be generated in particular by the injection molding tool itself. The 2D code encodes data and is suitable for capturing this data by a data acquisition device. The detection can be done optically, in particular electro-optically, with a commercially available data acquisition device or code reader. The data code marking is visible at least in the loose or unassembled state.
Erfindungsgemäß wird die Datencode-Markierung somit zusammen mit dem eigentlichen Spritzgusskörper im Zuge seiner Herstellung im Spritzgussverfahren bzw. in einem entsprechend gestalteten Formwerkzeug bzw. Spritzgießwerkzeug erzeugt. Aufgrund der festen Zuordnung im Formwerkzeug sind Verwechslungen ausgeschlossen. Die Markierung ist integraler Bestandteil des Spritzgussteils bzw. Kunststoffkörpers und kann somit nicht zerstörungsfrei vom Gleitlagerbauteil getrennt werden.According to the invention, the data code marking is thus produced together with the actual injection-molded body in the course of its production by injection molding or in a correspondingly designed molding tool or injection molding tool. Due to the fixed allocation in the mold, confusion is excluded. The marking is an integral part of the injection molded part or plastic body and thus can not be separated from the slide bearing component without being destroyed.
Die Herstellungskosten für eine solche spezielle Datencode-Markierung werden durch die Integration in das Spritzgussverfahren minimiert, da lediglich Einmalkosten für die Herstellung bzw. nachträgliche Anpassung des Spritzgießwerkzeugs entstehen. Es sind keine zusätzlichen oder speziellen Markierungsgeräte erforderlich. The production costs for such a special data code marking are minimized by the integration into the injection molding process, since only one-time costs for the production or subsequent adaptation of the injection mold arise. There are no additional or special marking devices required.
Der Kunststoffkörper kann insbesondere materialeinheitlich hergestellt werden.The plastic body can in particular be made of the same material.
Eine Herstellung im 2-Komponentenverfahren ist grundsätzlich zwar möglich, eine materialeinheitliche Herstellung der Datencode-Markierung mit dem 2D-Code aus ein und demselben Kunststoff bzw. derselben Kunststoffzusammensetzung, aus welchem der Spritzgusskörper besteht, ist jedoch bevorzugt. Die Datencode-Markierung mit dem 2D-Code, insbesondere einschließlich der sichtbaren Oberfläche der ersten und zweiten Symbolelemente, ist somit einteilig mit dem Kunststoffkörper hergestellt bzw. geformt, insbesondere materialeinheitlich aus demselben Kunststoffmaterial. Diese Lösung erlaubt eine besonders kostengünstige Herstellung unter Verwendung relativ einfacher Werkzeuge.In principle, it is possible to produce in the 2-component process, but it is preferred to produce the data code marking with the 2D code from one and the same plastic or the same plastic composition of which the injection-molded body is made of the same material. The data code marking with the 2D code, in particular including the visible surface of the first and second symbol elements, is thus manufactured or molded in one piece with the plastic body, in particular of the same plastic material from the same material. This solution allows a particularly cost-effective production using relatively simple tools.
Der Kunststoff kann einen tribologisch optimierten Werkstoff umfassen, insbesondere ein Tribopolymer, oder daraus bestehen. Unter einem tribologisch optimierten Werkstoff wird insbesondere ein Werkstoff verstanden, der zusätzlich zu einem Basispolymer reibwert- und/oder verschleißverbessernde Bestandteile umfasst, die den Reibwert und/oder den Verschleiß des Basispolymers, insbesondere eines verstärkten Basispolymers, verringern. Insbesondere kann ein tribologisch optimierter Werkstoff einen Reibwert bzw. einen Gleitreibungskoeffizienten (Engl. coefficient of dynamic sliding friction) µG vοn ≤0,5, insbesondere von ≤0,4 gegen Stahl bei einer Anpresskraft von 1,2 MPa und einer Gleitgeschwindigkeit v von 0,3 m/s aufweisen.The plastic may comprise a tribologically optimized material, in particular a tribopolymer, or consist thereof. A tribologically optimized material is understood in particular to mean a material which, in addition to a base polymer, comprises friction-improving and / or wear-improving constituents which reduce the coefficient of friction and / or the wear of the base polymer, in particular of a reinforced base polymer. In particular, a tribologically optimized material can have a coefficient of friction or friction coefficient μ G of ≦ 0.5, in particular of ≦ 0.4, against steel at a contact pressure of 1.2 MPa and a sliding speed v of 0.3 m / s.
Der Einsatz eines tribologisch optimierten Kunststoffs für die Gleitlagerung ist besonders vorteilhaft, weil dadurch die Notwendigkeit für zusätzliche Schmierung mit Schmiermitteln, z.B. mit Fett oder Öl, vermieden werden kann. Solche schmierfreien Gleitlager sind also grundsätzlich wartungsärmer und besonders für Anwendungen vorteilhaft, bei denen eine nachträgliche Schmierung nicht möglich, sehr aufwändig und/oder sehr kostenintensiv ist.The use of tribologically optimized plastic for sliding bearing is particularly advantageous because it eliminates the need for additional lubrication with lubricants, e.g. with grease or oil, can be avoided. Such lubrication-free plain bearings are therefore basically less expensive and particularly advantageous for applications in which a subsequent lubrication is not possible, very expensive and / or very expensive.
Der tribologisch optimierte Werkstoff kann Schmierstoffe umfassen, insbesondere Festschmierstoffe. Die Festschmierstoffe sind vorzugsweise als mikroskopische Partikel, z.B. mit Durchmesser zw. 1 und 1000µm, im Werkstoff eingebettet, eincompoundiert bzw. inkorporiert. Die bevorzugten Festschmierstoffe schmieren die Gleitflächen während der Gleitlagerung und vermindern die Gleitreibung. Der tribologisch optimierte Werkstoff kann ein Basispolymer mit eingebetteten Schmierstoff-Partikeln und weiteren Zusätzen, wie z.B. technischen Fasern und/oder Füllstoffen, sein.The tribologically optimized material may include lubricants, especially solid lubricants. The solid lubricants are preferably as microscopic particles, e.g. with diameter between 1 and 1000 μm, embedded in the material, compounded or incorporated. The preferred solid lubricants lubricate the sliding surfaces during slide bearing and reduce sliding friction. The tribologically optimized material may comprise a base polymer with embedded lubricant particles and other additives, such as e.g. technical fibers and / or fillers.
Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird vermutet, dass die in das Tribopolymer des Gleitlagerbauteils eingebetteten Festschmierstoffe eine überraschend günstige Wirkung auf die gewünschte optische Wirkweise des 2D-Code, insbesondere die Lichtdiffusion (s. unten), haben.Without wishing to be bound by theory, it is believed that the solid lubricants embedded in the tribopolymer of the sliding bearing component have a surprisingly favorable effect on the desired optical mode of action of the 2D code, in particular light diffusion (see below).
Der Kunststoff kann vorzugsweise ein thermoplastisches Basispolymer umfassen, insbesondere ein verstärktes thermoplastisches Basispolymer für hohe Festigkeit. Die erfindungsgemäße Datencode-Markierung ist insbesondere in Kombination mit Spritzgussteilen aus verstärktem spritzgießfähigem Kunststoff vorteilhaft, welche sich kaum oder nicht zur Laserbeschriftung eignen. Das erhöht auch die Dauerbeständigkeit bzw. Abriebfestigkeit der Bestandteile des 2D-Codes. Verstärkungsstoffe, z.B. Fasern, können das Gleitlagerbauteil zusätzlich stabilisieren und verstärken, besonders für Dauerbeanspruchungen, sodass auch hohe Kräfte oder Kantenbelastungen aufgenommen werden können.The plastic may preferably comprise a thermoplastic base polymer, in particular a reinforced thermoplastic base polymer for high strength. The data code marking according to the invention is particularly advantageous in combination with injection-molded parts made from reinforced injection-moldable plastic, which are scarcely or not suitable for laser inscription. This also increases the durability or abrasion resistance of the components of the 2D code. Reinforcing materials, e.g. Fibers, the slide bearing component can additionally stabilize and reinforce, especially for long-term stress, so that high forces or edge loads can be absorbed.
Für eine im Wesentlichen durchgehend einfarbige Farbgebung kann der Kunststoff Buntpigmente und/oder Unbuntpigmente, insbesondere Schwarzpigmente, z.B. Industrieruß, aufweisen. Mit Pigmenten sind vorliegend Farbmittel allgemein, u.a. auch Farbstoffe, gemeint. Besonders bevorzugt sind Pigmente, welche die UV-Beständigkeit des Kunststoffs verbessern. Das Spritzgussteil kann eventuell weitere, beispielsweise nachträglich aufgebrachte Farbmarkierungen aufweisen, oder im Wesentlichen einfarbig sein.For a substantially continuous monochrome coloring, the plastic may contain colored pigments and / or non-colored pigments, in particular black pigments, e.g. Carbon black. Pigments in the present case are colorants in general, i.a. also dyes, meant. Particularly preferred are pigments which improve the UV resistance of the plastic. The injection molded part may possibly have further, for example subsequently applied color markings, or be substantially monochrome.
Das Spritzgussteil sollte zwecks Verwendung als Gleitlagerbauteil ausreichenden Widerstand gegen elastische Verformung bieten. Der Kunststoff weist dazu vorzugsweise ein Elastizitätsmodul bzw. Youngscher Modul nach DIN 53457 Prüfverfahren von mindestens 1100 MPa, besonders bevorzugt von mindestens 2400 MPa auf.The injection molded part should provide sufficient resistance to elastic deformation for use as a sliding bearing component. For this purpose, the plastic preferably has a modulus of elasticity or Young's modulus according to DIN 53457 test methods of at least 1100 MPa, more preferably of at least 2400 MPa.
Für eine gute Formbeständigkeit kann der Kunststoff vorzugsweise eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur (engl.: Heat deflection temperature) nach
Der Kunststoff weist, u.a. zwecks Vermeidung von Kratzern oder unerwünschten Einkerbungen usw., vorzugsweise eine Shore D Härte von mindestens 60, insbesondere von mindestens 70 (nach
Zur Herstellung klein dimensionierter und/oder hochauflösender 2D-Codes mit feinen Strukturen ist es vorteilhaft wenn der Kunststoff beim Spritzgussverfahren geeignete Fließeigenschaften aufweist. Der Kunststoff weist vorzugsweise einen Schmelzflussindex (engl.: Melt flow index) (nach
In bevorzugter Ausführungsform wird als 2D-Code in der Datencode-Markierung ein Matrix-Code in einem bereits verbreiteten bzw. standardisierten Format eingesetzt. Besonders bevorzugt ist beispielsweise ein QR-Code, insbesondere nach ISO/IEC 18004. Als QR-Codes werden vorliegend auch dessen Varianten wie Micro-QR-Code, SQRC, iQR-Code oder Design-QR-Code usw. verstanden.In a preferred embodiment, a matrix code in an already widespread or standardized format is used as the 2D code in the data code marking. Particularly preferred is, for example, a QR code, in particular according to ISO / IEC 18004. In the present case, QR codes are also understood to mean variants thereof such as micro QR code, SQRC, iQR code or design QR code, etc.
Ebenfalls verbreitet ist das Format des sogenannten DataMatrix™-Code nach ISO/IEC 16022 oder auch eine sogenannte GS1-DataMatrix. Auch andere bekannte 2D-Codes sind möglich, z.B. ein EZ-Code®.Also common is the format of the so-called DataMatrix ™ code according to ISO / IEC 16022 or a so-called GS1 DataMatrix. Other known 2D codes are possible, e.g. an EZ-Code®.
Unter „Code“ wird hier die Abbildung von Daten in ein optisch erkennbares Symbol verstanden. Derartige Codes verwenden zur Codierung eine räumlich zweidimensionale Anordnung von zwei optisch verschiedenen Typen von flächigen Elementen, Codefeldern bzw. sog. Symbolmodulen (nachfolgend Symbolelemente), die das eigentliche Datencode-Symbol insgesamt zusammensetzen. Nachfolgend werden die zwei verschiedenen Elementtypen als erste Symbolelemente und als zweite Symbolelemente bezeichnet.By "code" is meant here the mapping of data into an optically recognizable symbol. Such codes use for encoding a spatially two-dimensional arrangement of two optically different types of planar elements, code fields or so-called. Symbol modules (hereinafter symbol elements), which together make up the actual data code symbol. Hereinafter, the two different element types will be referred to as first symbol elements and second symbol elements.
Ein Symbolelement ist vorliegend ein flächiger Bereich, der durch optische Wirkung und/oder Form zusammen mit weiteren Symbolelementen ein 2D-Code-Symbol darstellt. Symbolelemente der ersten Art weisen eine weitestgehend ähnlich optische Wirkung und/oder Form auf bzw. sind untereinander optisch gleichwirkend. Entsprechendes gilt für die zweiten Symbolelemente. Die ersten Symbolelemente unterscheiden sich aber signifikant in ihrer optischen Wirkung und/oder Formgebung von den zweiten Symbolelementen. Bei konventionellen, aufgedruckten Matrix-Codes handelt es sich um typisch gleich große quadratische Zellen als Symbolmodule in zwei verschiedenen optisch gut unterscheidbaren Kontrastfarben, meist schwarz/weiß.In the present case, a symbol element is a planar region which, by way of optical action and / or shape, together with further symbol elements, represents a 2D code symbol. Symbol elements of the first type have a largely similar optical effect and / or shape or are visually equivalent to one another. The same applies to the second symbol elements. However, the first symbol elements differ significantly in their optical effect and / or shape from the second symbol elements. Conventional, printed matrix codes are square cells of typical size as symbol modules in two different optically distinguishable contrasting colors, mostly black / white.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch vorgesehen, dass die ersten Symbolelemente eine andere (wirkliche) Oberflächenbeschaffenheit aufweisen als die zweiten Symbolelemente. Durch die unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit der Symbolelemente lässt sich ein optischer Kontrast im Sinne unterschiedlicher Lichtreflektion erkennen, insbesondere auch ohne unterschiedliche Farbgebung der Stoffe welche die Symbolelemente darstellen.In a preferred embodiment, however, it is provided that the first symbol elements have a different (real) surface finish than the second symbol elements. Due to the different surface characteristics of the symbol elements, an optical contrast in the sense of different light reflection can be recognized, in particular even without different coloring of the substances which represent the symbol elements.
Beim erfindungsgemäßen Ansatz wird bevorzugt ein und derselbe Kunststoff für das Spritzguss-Gleitlagerbauteil und die Datencode-Markierung eingesetzt. Eine unterschiedliche Farbgebung der Symbolelemente ist nicht notwendig bzw. nicht vorgesehen.In the approach according to the invention, one and the same plastic is preferably used for the injection-molded sliding-bearing component and the data-code marking. A different color of the symbol elements is not necessary or not provided.
Zur weiteren Vereinfachung der Herstellung kann vorgesehen sein, dass die ersten Symbolelemente die gleiche Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, welche auch eine zweite Oberfläche des Spritzguss-Gleitlagerbauteils, jedenfalls über einen überwiegenden Flächenanteil der zweiten Oberfläche, aufweist. Die zweiten Symbolelemente können dabei insbesondere ein demgegenüber unterschiedliches Oberflächenprofil haben bzw. unterschiedliche Profileigenschaften betreffend die wirkliche Oberflächenbeschaffenheit. Oberflächenprofil meint dabei das wirkliche Oberflächenprofil im Querschnitt entlang zumindest einer der Hauptrichtungen, vorzugsweise entlang der beiden Richtungen. Das Profil hat vorzugsweise über die Fläche aller zweiten Symbolelemente durchgehend identische bzw. optisch gleichwertige Eigenschaften. Die Oberfläche bzw. Profileigenschaft kann dabei ungeordnet, ungleichmäßig und/oder chaotisch sein.To further simplify the production, it may be provided that the first symbol elements have the same surface finish, which also has a second surface of the injection-molded slide bearing component, in any case over a predominant surface portion of the second surface. The second symbol elements can in particular have a contrasting surface profile or different profile properties concerning the actual surface finish. Surface profile here means the actual surface profile in cross section along at least one of the main directions, preferably along the two directions. The profile preferably has identical or optically equivalent properties throughout the area of all second symbol elements. The surface or profile property can be disordered, uneven and / or chaotic.
Die ersten und zweiten Symbolelemente können sich insbesondere hinsichtlich ihrer Rauheitskenngrößen (
In bevorzugter Ausführungsform wird insbesondere vorgesehen, dass die ersten Symbolelemente eine glattere Oberfläche aufweisen, d.h. eine betragsmäßig geringere Rautiefe aufweisen als die zweiten Symbolelemente. Dabei haben alle ersten Symbolelemente eine im technischen Sinne identische Oberflächenbeschaffenheit untereinander, jedoch eine gegenüber allen zweiten Symbolelementen nachweisbar unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit. Die Rautiefe lässt sich mit an sich bekannten technischen Verfahren an der Oberfläche der Symbolelemente messtechnisch erfassen.In a preferred embodiment, provision is made in particular for the first symbol elements to have a smoother surface, ie to have a roughness which is smaller in magnitude than the second symbol elements. In this case, all the first symbol elements have a surface texture identical to one another in the technical sense, but a surface texture which is detectably different from all other symbol elements. The roughness can be with itself metrologically record the known technical methods on the surface of the symbol elements.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die ersten Symbolelemente einen arithmetischen Mittenrauwert Ra im Bereich von 0,5µm bis 3,5µm (Mikrometer), bevorzugt im Bereich von 0,75µm bis 2,75µm, aufweisen und die zweiten Symbolelemente einen arithmetischen Mittenrauwert Ra im Bereich von 5µm bis 12µm, bevorzugt im Bereich von 6,50µm bis 10,50µm, aufweisen. Die Messung des arithmetischen Mittenrauwerts Ra kann dabei insbesondere nach der
Die zweite Oberfläche ist vorzugsweise keine Gleitfläche. Die Datencode-Markierung ist vorzugsweise an solchen Flächen vorgesehen, die bestimmungsgemäß nicht einer Gleitreibung ausgesetzt sind.The second surface is preferably not a sliding surface. The data code marking is preferably provided on those surfaces which are not subject to dynamic friction as intended.
Die zweite Oberfläche kann gekrümmt sein. Die maschinenlesbare Datencode-Markierung kann im Spritzgussverfahren auch gut an Oberflächen angebracht werden, die nicht planeben sind.The second surface may be curved. The machine-readable data code mark can also be applied by injection molding to surfaces that are not level.
In mindestens einer Hauptrichtung der Datencode-Markierung bzw. des 2D-Codes, können die Breite und/oder die Länge der Symbolelemente des 2D-Codes, so angepasst werden, dass diese Datencode-Markierung in einer Projektion auf eine Projektionsebene in dieser Projektionsebene gut maschinenlesbar ist bzw. erscheint. Die Datencode-Markierung kann zu diesem Zweck auf der zweiten Oberfläche so verzerrt dargestellt bzw. abgebildet sein, dass ihre optische Projektion auf eine Projektionsebene zumindest annähernd flächig erscheint und in dieser Projektionsebene wie ein flächiger Code maschinenlesbar ist. Die verzerrte Datencode-Markierung entspricht dann der inversen Abbildung aus besagter Projektionsebene auf die gekrümmte, z.B. zylindrische zweite Oberfläche des Gleitlagerbauteils. Auf diese Art lassen sich auch auf gekrümmten Flächen, z.B. außen an einer Gleitlagerbuchse, maschinenlesbare QR-Codes abbilden.In at least one main direction of the data code marker or the 2D code, the width and / or the length of the symbol elements of the 2D code can be adapted so that this data code marker can be well machine readable in a projection onto a projection plane in this projection plane is or appears. For this purpose, the data code marking can be represented or imaged on the second surface so distorted that its optical projection appears at least approximately flat on a projection plane and machine-readable like a planar code in this projection plane. The distorted data code mark then corresponds to the inverse mapping from said projection plane to the curved, e.g. cylindrical second surface of the sliding bearing component. In this way, even on curved surfaces, e.g. on the outside of a plain bearing bush, map machine-readable QR codes.
Zur Vereinfachung der Formenherstellung kann vorgesehen sein, dass die ersten Symbolelemente im Vergleich zu einem an die Datencode-Markierung angrenzenden Bereich der zweiten Oberfläche flächenbündig bzw. planeben mit dieser angeordnet sind bzw. liegen. Die ersten Symbolelemente können stufenlos in die umgebende Oberfläche des Spritzguss-Gleitlagerbauteils übergehen. Diese Anordnung vereinfacht den Formenbau, da so gegebenenfalls lediglich für die zweiten Symbolelemente eine besondere Bearbeitung benötigt wird.To simplify the production of the molds, provision may be made for the first symbol elements to be flush with the data area of the second surface and to be level with them. The first symbol elements can pass smoothly into the surrounding surface of the injection-molded slide bearing component. This arrangement simplifies the mold construction, as this may require special processing only for the second symbol elements.
Eine besonders einfache Erstherstellung bzw. nachträgliche Anpassung eines geeigneten bzw. bestehenden Spritzgießwerkzeugs wird ermöglicht, wenn die zweiten Symbolelemente durch Bereiche gebildet werden, die gegenüber der Oberfläche der zweiten Oberfläche des Spritzguss-Gleitlagerbauteils vorstehen bzw. erhaben sind. Dies hat besonders bei dünnwandigeren Komponenten den Vorteil, die (makroskopische) Geometrie des Spritzgussteils nicht zu verändern.A particularly simple first production or subsequent adaptation of a suitable or existing injection mold is made possible if the second symbol elements are formed by regions which protrude from the surface of the second surface of the injection-molded sliding bearing component or are raised. This has the advantage, especially with thinner-walled components, of not changing the (macroscopic) geometry of the injection-molded part.
Es ist vorteilhaft, wenn die Markierung keine nennenswerte Schwächung der Wandstärke bewirkt, um die gewünschte Stabilität des Gleitlagerbauteils nicht zu beeinträchtigen.It is advantageous if the marking causes no appreciable weakening of the wall thickness in order not to impair the desired stability of the sliding bearing component.
Zur optischen Erfassung ist es vorteilhaft, wenn der mittlere Höhenunterschied zwischen den Oberflächen der ersten und zweiten Symbolelemente kleiner oder gleich 0,5mm beträgt. Damit lassen sich auch Symbolelemente mit relativ kleiner, z.B. quadratischer Grundfläche auch bei stark schräger Ausrichtung zur optischen Achse des Datenerfassungsgeräts zuverlässig auslesen. Zudem wird die Bauteilgeometrie dadurch nicht spürbar verändert.For optical detection, it is advantageous if the average height difference between the surfaces of the first and second symbol elements is less than or equal to 0.5 mm. This also makes it possible to use symbol elements with relatively smaller, e.g. square base area reliably read even with a very oblique orientation to the optical axis of the data acquisition device. In addition, the component geometry is not noticeably changed.
Die Datencode-Markierung kann insbesondere zusammen mit einem Strukturbereich des Spritzguss-Gleitlagerbauteils hergestellt sein, d.h. ohne zusätzlichen, gesonderten Teile-Bereich für die Markierung bzw. entsprechenden Materialaufwand.Specifically, the data code mark may be made together with a structural portion of the injection molded slide bearing component, i. without additional, separate parts area for the marking or corresponding material cost.
Alternativ bzw. ergänzend ist es möglich, die Datencode-Markierung insgesamt in einem gegenüber der zweiten Oberfläche vertieften Bereich der ersten Seite des Spritzgusskörpers vorzusehen. Dies schützt die Markierung u.a. gegen Abrieb etwa an Störkanten oder dergleichen. Ebenso ist es möglich, ergänzend oder alternativ die zweiten Symbolelemente durch Bereiche zu bilden, die gegenüber der Oberfläche der zweiten Seite des Spritzguss-Gleitlagerbauteils vertieft sind bzw. zurückspringen. Die Datencode-Markierung sollte ungeachtet dessen in einem gut sichtbaren, jedoch möglichst nicht oder wenig verschleißanfälligen Flächenbereich des Kunststoffkörpers vorgesehen werden.Alternatively or additionally, it is possible to provide the data code marking as a whole in a region of the first side of the injection-molded body which is recessed with respect to the second surface. This protects the mark and the like. against abrasion, for example, to interference edges or the like. Likewise, it is possible to additionally or alternatively form the second symbol elements by areas that are recessed or jump back relative to the surface of the second side of the injection-molded sliding bearing component. Irrespective of this, the data code marking should be provided in a surface area of the plastic body which is clearly visible, but which is not susceptible to wear or which is less prone to wear.
Ungeachtet der gewählten Oberflächenbeschaffenheit beider Arten von Symbolelementen des 2D-Codes sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, dass die zweiten Symbolelemente durch ihre Oberfläche bei identischer Lichteinstrahlung eine stärkere Lichtstreuung bzw. stärker ausgeprägte diffuse Reflektion bewirken bzw. erzeugen als die ersten Symbolelemente. Durch unterschiedliche Lichtstreuung kann ohne Änderung der Materialbeschaffenheit ein Helligkeitsunterschied optisch bzw. visuell wahrnehmbar gemacht werden. Mit anderen Worten, die Symbolelemente sind bevorzugt nicht verfärbt, sondern bewirken optischen Kontrast lediglich aufgrund unterschiedlicher Lichtstreuung.Regardless of the chosen surface condition of both types of symbol elements of the 2D code, a preferred embodiment provides that the second symbol elements produce or generate more intense light scattering or more pronounced diffuse reflection than the first symbol elements through their surface with identical light irradiation. Due to different light scattering, a brightness difference can be visually or visually perceived without changing the material properties. In other words, the symbol elements are preferably not discolored, but cause optical contrast only due to different light scattering.
Der optische Kontrast bzw. die optische Differenzierbarkeit der unterschiedlichen Symbolelemente wird somit bevorzugt durch unterschiedliche optische Streueigenschaften hervorgerufen. Die ersten Symbolelemente können dabei beispielsweise eine technisch möglichst geringe Rauheit bzw. Rauigkeit aufweisen und dementsprechend näherungsweise wie eine gewöhnliche Reflektionsoberfläche wirken, die einfallendes Licht relativ gut reflektiert (Einfallswinkel = Ausfallswinkel, unter Berücksichtigung des materialabhängigen Absorptionsgrades). Demgegenüber haben die zweiten Symbolelemente aufgrund der vorgegebenen andersartigen Oberflächenbeschaffenheit, beispielsweise durch entsprechende Aufrauhung im Spritzgießwerkzeug, eine vorbestimmte, deutlich stärkere optische Streuwirkung hinsichtlich auftreffendem Licht. Die stärkere Lichtstreuung der zweiten Symbolelemente im Vergleich zu den ersten Symbolelementen lässt sich beispielsweise über den Streukoeffizienten oder den Streuquerschnitt mit an sich bekanntem optischen Verfahren ermitteln und gegebenenfalls optimieren.The optical contrast or the optical differentiability of the different symbol elements is thus preferably caused by different optical scattering properties. For example, the first symbol elements may have a roughness or roughness which is as low as possible in terms of technology and accordingly act approximately like an ordinary reflection surface which reflects incident light relatively well (angle of incidence = angle of reflection, taking into account the material-dependent absorption degree). In contrast, the second symbol elements due to the given different surface texture, for example, by appropriate roughening in the injection mold, a predetermined, significantly stronger optical scattering effect with respect to incident light. The stronger light scattering of the second symbol elements in comparison to the first symbol elements can be determined, for example, via the scattering coefficient or the scattering cross section with a known optical method and optionally optimized.
Versuche haben gezeigt, dass bereits die stärkere Lichtstreuung durch die zweiten Symbolelemente im Vergleich zu den ersten Symbolelementen eine ausreichende optische Unterscheidbarkeit bietet, um herkömmliche Matrix-Codes, beispielsweise einen QR-Code, mit handelsüblichen Geräten, z.B. einem gängigen Smartphone, zuverlässig zu erkennen.Experiments have shown that even the stronger light scattering by the second symbol elements provides sufficient optical discrimination compared to the first symbol elements to convert conventional matrix codes, for example a QR code, with commercially available devices, e.g. a common smartphone, reliable to recognize.
Die Lichtstreuung durch die zweiten Symbolelemente sollte idealerweise diffuser Reflektion (Lambert-Strahler) möglichst nahekommen. Dazu können die zweiten Symbolelemente insbesondere an ihren Oberflächen eine große Rauheit relativ zum Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts aufweisen. Die ersten und zweiten Symbolelemente können grundsätzlich bezogen auf dieselbe Messanordnung unterschiedliche Licht-Remissionsgrade aufweisen, die sich z.B. um mindestens 20% unterscheiden. Die ersten Symbolelemente können dabei eine glatte z.T. reflektierende Oberfläche haben.The light scattering by the second symbol elements ideally should come as close as possible to diffuse reflection (Lambert radiators). For this purpose, the second symbol elements can have a large roughness, in particular on their surfaces, relative to the wavelength range of visible light. Basically, the first and second symbol elements may have different degrees of light reflectance related to the same measuring arrangement, e.g. differ by at least 20%. The first symbol elements can be a smooth z.T. have reflective surface.
In bevorzugter Ausführungsform erzeugen die zweiten Symbolelemente weiterhin eine optisch im Wesentlichen isotrope Lichtstreuung. Unter Annahme eines sphärischen Koordinatensystems mit Polachse bzw. Z-Achse parallel zur Flächennormalen an der Grundfläche des 2D-Codes als Äquatorebene (z.B. bündig an der Oberfläche der ersten Symbolelemente) bedeutet im Wesentlichen isotrope Lichtstreuung hier, dass die Quantität der Lichtstreuung in eine ausgewählte Richtung bei konstantem Azimutwinkel im Wesentlichen nicht vom Polarwinkel abhängt. Dies lässt sich meist visuell prüfen, z.B. wenn bei Drehen des Bauteils um die Z-Achse und gleichbleibender Lichteinstrahlung keine wesentliche Helligkeitsänderung an den zweiten Symbolelementen vom Betrachter wahrgenommen wird.In a preferred embodiment, the second symbol elements furthermore generate an optically substantially isotropic light scattering. Assuming a spherical coordinate system with pole axis or Z axis parallel to the surface normal at the base of the 2D code as equatorial plane (eg flush with the surface of the first symbol elements), substantially isotropic light scattering means here that the quantity of light scattering in a selected direction At a constant azimuth angle substantially not dependent on the polar angle. This can usually be checked visually, e.g. if the viewer does not perceive any significant change in brightness on the second symbol elements when the component is rotated about the Z axis and the light is constant.
Eine derartige im Wesentlichen isotrope Lichtstreuung lässt sich beispielsweise durch aperiodische, z.B. technisch chaotische, Oberflächenprofile erzielen, die so eingestellt ist, dass die quantitative Abweichung über den gesamten Polarwinkelbereich (von 0 bis 2π) kleiner als eine vorgegebene Schwelle ist, z.B. über den gesamten Polarwinkelbereich um nicht mehr als 15% Abweichung zeigt. Eine nach allen Richtungen näherungsweise gleiche (isotrope) Lichtstreuung kann insbesondere erzielt werden, wenn die Rauigkeit, bzw. die Abweichung von einer ideal glatten Fläche, an den zweiten Symbolelementen weitestgehend von beiden Flächenrichtungen unabhängig bzw. zufällig ist.Such substantially isotropic light scattering can be achieved, for example, by aperiodic, e.g. technically chaotic, to achieve surface profiles adjusted so that the quantitative deviation over the entire polar angle range (from 0 to 2π) is less than a predetermined threshold, e.g. over the entire polar angle range by no more than 15% deviation. An approximately identical (isotropic) light scattering in all directions can be achieved, in particular, if the roughness, or the deviation from an ideally smooth surface, on the second symbol elements is as far as possible independent of both surface directions.
Denkbar wäre auch anisotrope Lichtstreuung z.B. durch Beugungsgitter oder ähnliche periodische Strukturen, z.B. regelmäßige Schraffierungen der Oberfläche. Ein Vorteil isotroper Lichtstreuung liegt aber darin, dass die relative Orientierung der Datencode-Markierung zur Optik des Datenerfassungsgeräts hinsichtlich des Polarwinkels damit unerheblich ist.Anisotropic light scattering would also be conceivable, for example. by diffraction gratings or similar periodic structures, e.g. regular hatching of the surface. However, an advantage of isotropic light scattering lies in the fact that the relative orientation of the data code marking to the optics of the data acquisition device is irrelevant with regard to the polar angle.
Durch die erfindungsgemäße Erzeugung der Datencode-Markierung mit dem 2D-Code beim Spritzgießen bzw. im Spritzgießwerkzeug wird insbesondere ermöglicht, dass der 2D-Code einschließlich der sichtbaren Oberflächen der ersten und zweiten Symbolelemente einstückig aus demselben Kunststoff hergestellt wird wie der eigentliche Kunststoffkörper selbst. Hierbei können insbesondere für Spritzguss-Gleitlagerbauteile übliche Polymere bzw. Kunststoffmischungen, gegebenenfalls mit Verstärkungsfüllstoffen, z.B. mit Verstärkungsfasern, eingesetzt werden. Die Datencode-Markierung ist insbesondere bei durchgehend gleichbleibender Farbgebung des Kunststoffs möglich, auch mit einem visuell schwarzen Kunststoff, d.h. auch ohne stofflich unterschiedliche Farbgebung der beiden Grundarten von Symbolelementen im 2D-Code.The inventive generation of the data code marking with the 2D code during injection molding or in the injection mold is in particular allows the 2D code including the visible surfaces of the first and second symbol elements is integrally made of the same plastic as the actual plastic body itself For example, customary for injection-molded sliding bearing components polymers or plastic mixtures, optionally with reinforcing fillers, eg with reinforcing fibers are used. The data code marking is possible, in particular, with the color of the plastic remaining the same throughout, even with a visually black plastic, i. even without materially different colors of the two basic types of symbol elements in the 2D code.
Die vorgeschlagene Lösung erlaubt es insbesondere, die Datencode-Markierung mit dem 2D-Code werkzeugfallend mit dem Kunststoffkörper herzustellen, sodass dieser ohne jegliche Nachbearbeitung bereits maschinenlesbar ist. Die Datencode-Markierung kann folglich insbesondere als Direktmarkierung zusammen mit dem Spritzguss-Gleitlagerbauteil in derselben Spritzgießform hergestellt werden. Dies erlaubt eine besonders kostengünstige Markierung mit einem 2D-Code bzw. einem Matrix-Code.The proposed solution makes it possible, in particular, to produce the data code marking with the 2D code in a tool-falling manner with the plastic body, so that it is already machine-readable without any post-processing. The data code marking can therefore be produced in particular as a direct marking together with the injection-molded sliding bearing component in the same injection mold. This allows a particularly cost-effective marking with a 2D code or a matrix code.
Versuche zeigen, dass sich eine optisch gut erfassbare unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit der ersten Symbolelemente gegenüber den zweiten Symbolelementen dadurch erzielen lässt, wenn einerseits die ersten Symbolelemente eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, die einer Funken-Senkerosion des Formwerkzeugs durch elektroerosives Bearbeiten bzw. funkenerosives Abtragen (DIN 8580) erzielen lässt. Andererseits lässt sich eine geeignete Oberflächenbeschaffenheit der zweiten Symbolelemente erzielen, wenn deren Oberflächenbeschaffenheit einer Lasergravur, insbesondere einer Tiefen-Lasergravur bzw. 3D-Lasergravur der Spritzgießform (Formwerkzeug) entspricht. Dabei kann die zweite Oberfläche des Spritzguss-Gleitlagerbauteils außerhalb der Datencode-Markierung ebenfalls einer Funken-Senkerosion entsprechen. Die erste Oberfläche des Spritzguss-Gleitlagerbauteils kann zumindest überwiegend dieselbe Oberflächenbeschaffenheit wie die zweite Oberfläche aufweisen. Sie kann beispielsweise eine durch spanabhebende Bearbeitung, z.B. eine auf einer Drehbank gedrehte Zylinderfläche, und anschließend geschliffene Oberflächengüte aufweisen. Alternativ ist auch eine durch Funkenerodieren (EDM: electrical discharge machining) erzeugte Oberflächengüte denkbar. Als Beispiel, lassen sich durch Funkenerosion verhältnismäßig geringe Rautiefen der zweiten Oberfläche und gegebenenfalls der ersten Symbolelemente erzielen, d.h. wünschenswert glatte Oberflächen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass lediglich für den optischen Kontrast der zweiten Symbolelemente ein unterschiedliches Verfahren in der Werkzeugherstellung des Formwerkzeugs benötigt wird, z.B. eine Laserbearbeitung des Spritzgießwerkzeugs. Experiments show that an optically well detectable different surface finish of the first symbol elements compared to the second symbol elements can be achieved if, on the one hand, the first symbol elements have a surface finish which achieves spark erosion of the mold by electroerosive machining or spark erosion (DIN 8580) leaves. On the other hand, a suitable surface finish of the second symbol elements can be achieved if their surface finish corresponds to a laser engraving, in particular a deep laser engraving or 3D laser engraving of the injection mold (molding tool). In this case, the second surface of the injection molded sliding bearing component outside the data code marking can likewise correspond to a spark sinking erosion. The first surface of the injection molded sliding bearing component can have at least predominantly the same surface finish as the second surface. For example, it may have a cylindrical surface machined by machining, eg a cylindrical surface turned on a lathe, and subsequently ground surface quality. Alternatively, a surface quality produced by spark erosion (EDM: electrical discharge machining) is also conceivable. By way of example, relatively small roughness depths of the second surface and optionally of the first symbol elements can be achieved by spark erosion, ie desirably smooth surfaces. Another advantage is that only for the optical contrast of the second symbol elements, a different method in the tool production of the mold is required, for example, a laser machining of the injection mold.
Datentechnisch ist die Datencode-Markierung vorzugsweise eine über alle identischen Spritzguss-Gleitlagerbauteile gleichbleibende Permanentmarkierung, d.h. im Spritzgießwerkzeug unveränderbar angelegt. Dabei können die vom 2D-Code codierten Daten insbesondere einen herstellerbezogenen URL-Identifikator oder einen PURL-Identifikator umfassen. So kann der Nutzer, beispielsweise das Wartungspersonal, unter Verwendung eines handelsüblichen Smartphones mit einer Software zum Einscannen des 2D-Codes, beispielsweise einem QR-Code-Reader, in einfachster Weise vor Ort von dem Spritzguss-Gleitlagerbauteil auf eine entsprechend vorbestimmte Internet-Seite des Herstellers geleitet werden.In terms of data technology, the data code marking is preferably a permanent marking which remains the same over all identical injection-molded plain bearing components, i. unchangeable in the injection mold. In this case, the data encoded by the 2D code may in particular comprise a manufacturer-specific URL identifier or a PURL identifier. Thus, the user, for example, the maintenance personnel, using a standard smartphone with software for scanning the 2D code, such as a QR code reader, in the simplest way locally from the injection molded slide bearing component on a corresponding predetermined Internet page of the Be guided by the manufacturer.
Insbesondere zur Erkennung von Produktfälschungen ist es vorteilhaft, wenn die vom 2D-Code codierten Daten verschlüsselte und/oder gleitlagerbauteilspezifische Dateninhalte umfassen. Hierzu kann z.B. ein SQRC-Code (secure QR-Code) eingesetzt werden.In particular for the detection of product counterfeiting, it is advantageous if the data coded by the 2D code comprise encrypted and / or slide bearing component-specific data contents. For this, e.g. an SQRC code (secure QR code) are used.
Neben der speziellen Datencode-Markierung kann das Spritzguss-Gleitlagerbauteil weiterhin eine herkömmliche nutzerlesbare Markierung aufweisen, insbesondere eine Zeitmarkierung, die es erlaubt, den Herstellungszeitpunkt festzustellen. Diese lässt sich ebenfalls beim Spritzgießen in den Kunststoffkörper einbringen, z.B. mittels eines zeitvariablen Gießuhr-Markierstempels. Auch solche herkömmlichen, nutzerlesbaren Markierungen sind vorzugsweise an der zweiten Oberfläche des Spritzguss-Gleitlagerbauteils vorgesehen, an welcher auch die Datencode-Markierung vorgesehen ist.In addition to the special data code marking, the injection-molded sliding bearing component can furthermore have a conventional user-readable marking, in particular a time marker, which makes it possible to determine the time of manufacture. This can likewise be introduced into the plastic body during injection molding, e.g. by means of a time-variable pouring clock marking punch. Even such conventional, user-readable markings are preferably provided on the second surface of the injection-molded sliding bearing component, on which the data code mark is also provided.
Die Erfindung ist auf die Herstellung von Spritzgussteilen für Gleitlager anwendbar. Jedes einzelne Spritzguss-Gleitlagerbauteil kann jeweils einen eigenen fest zugeordneten 2D-Code in der entsprechenden Datencode-Markierung aufweisen. Somit wird u.a. jedes Einzelteil des Gleitlagers für den Nutzer leicht identifizierbar. Alternativ können mehrere verschiedene zusammengehörende Gleitlagerteile denselben 2D-Code aufweisen.The invention is applicable to the production of injection molded parts for plain bearings. Each individual injection molded sliding bearing component can each have its own permanently assigned 2D code in the corresponding data code marking. Thus, i.a. each item of plain bearing easily identifiable to the user. Alternatively, several different mating plain bearing parts may have the same 2D code.
Die Erfindung betrifft ferner ein Gleitlager, insbesondere Linear-Gleitlager und/oder Radial-Gleitlager, umfassend mindestens ein Spritzguss-Gleitlagerbauteil nach einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele und insbesondere einen Gleitpartner für das Spritzguss-Gleitlagerbauteil, mit dem das Spritzguss-Gleitlagerbauteil durch die Gleitfläche(n) interagieren kann. Das Spritzguss-Gleitlagerbauteil und deren Gleitpartner sind beweglich relativ zueinander angeordnet und sind durch deren Gleitflächen im Kontakt miteinander. Der Gleitpartner lagert gleitend das Spritzguss-Gleitlagerbauteil oder ist an dem Spritzguss-Gleitlagerbauteil gelagert. Während der Gleitlagerung gleitet die Gleitfläche des Spritzguss-Gleitlagerbauteils entlang einer Oberfläche des Gleitpartners ab. Der Gleitpartner kann ein weiteres Spritzguss-Gleitlagerbauteil sein oder ein anders gefertigtes Bauteil, z.B. aus Metall, wie z.B. eine Welle, Achse, Führungsschiene oder dgl., sein.The invention further relates to a plain bearing, in particular linear plain bearings and / or radial plain bearings, comprising at least one injection-molded sliding bearing component according to one of the preceding embodiments, and in particular a sliding partner for the injection-molded sliding bearing component, with which the injection-molded sliding bearing component by the sliding surface (n ) can interact. The injection-molded sliding bearing component and its sliding partner are movably arranged relative to each other and are in contact with each other through their sliding surfaces. The sliding partner slidably supports the injection molded sliding bearing component or is mounted on the injection molded sliding bearing component. During sliding bearing, the sliding surface of the injection molded sliding bearing member slides along a surface of the sliding partner. The sliding partner may be another injection-molded sliding bearing component or a differently manufactured component, e.g. made of metal, such as a shaft, axle, guide rail or the like., To be.
Ein Vorteil der Erfindung liegt dabei darin, dass eine kostengünstige Produktmarkierung des Gleitlagers insgesamt mit einem 2D-Code durch Ausnutzung des Spitzgussverfahrens ermöglicht wird, weil eine separate Markierung des Gleitpartners oft nicht erforderlich ist.An advantage of the invention lies in the fact that a cost-effective product marking of the sliding bearing is made possible in total with a 2D code by utilizing the injection-molding process, because a separate marking of the sliding partner is often not required.
Die Erfindung betrifft folglich auch ein Kunststoff-Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von Spritzguss-Gleitlagerbauteilen aus Kunststoff. Das Spritzgießwerkzeug kann insbesondere aus Stahl gefertigt sein. Erfindungsgemäß hat das Spritzgießwerkzeug einen vorbestimmten, fest im Spritzgießwerkzeug vorgegebenen Markierungsbereich für einen 2D-Code, der in der formgebenden Wandung zur Begrenzung der Spritzguss-Kavität gebildet bzw. eingearbeitet ist. Der Markierungsbereich weist dabei eine Anzahl erster Symbolbereiche auf. Die ersten Symbolbereiche können insbesondere gedreht und geschliffen ausgeführt oder durch Funken-Senkerosion erzeugt werden. Die ersten Symbolbereiche können z.B. zusammen mit der Herstellung der Begrenzungswandung für die zweite Oberfläche des Spritzguss-Gleitlagerbauteils erzeugt werden. Weiterhin weist der Markierungsbereich im Formwerkzeug eine Anzahl zweiter Symbolbereiche auf, die andere Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere eine größere Rautiefe, aufweisen als die ersten Symbolbereiche. Die zweiten Symbolbereiche können dabei insbesondere im Zuge der Erstherstellung oder auch nachträglich, insbesondere durch Lasergravur des Spritzgießwerkzeugs erzeugt bzw. bereitgestellt werden. Als Lasergravur kommt insbesondere eine Tiefen-Lasergravur bzw. 3D-Lasergravur der Spritzgießform bzw. des Formwerkzeugs in Betracht.The invention consequently also relates to a plastic injection molding tool for the production of injection molded sliding bearing components made of plastic. The injection mold can be made in particular of steel. According to the invention, the injection mold has a predetermined, fixed in the injection molding marking range for a 2D code, which is formed or incorporated in the forming wall to limit the injection molding cavity. The marking area has a Number of first symbol areas. In particular, the first symbol regions can be turned and ground or produced by spark-die erosion. For example, the first symbol areas may be generated together with the production of the boundary wall for the second surface of the injection-molded slide bearing component. Furthermore, the marking area in the molding tool has a number of second symbol areas which have a different surface finish, in particular a larger roughness, than the first symbol areas. The second symbol areas can be generated or provided in particular in the course of the first production or also subsequently, in particular by laser engraving of the injection mold. As a laser engraving in particular a deep laser engraving or 3D laser engraving of the injection mold or the mold into consideration.
Die ersten Symbolbereiche dienen daher der Erzeugung der ersten Symbolelemente und die zweiten Symbolbereiche der Erzeugung der zweiten Symbolelemente. Unter Spritzgießwerkzeug wird insbesondere eine Formhälfte (Halbschale) eines zweiteiligen Formwerkzeugs verstanden, da es ausreichend ist, wenn die Datencode-Markierung einseitig vorliegt.The first symbol areas therefore serve to generate the first symbol elements and the second symbol regions to generate the second symbol elements. In particular, a mold half (half-shell) of a two-part mold is understood to mean injection molding tool, since it is sufficient if the data code marking is present on one side.
Die vorgeschlagene Datencode-Markierung von Kunststoffbauteilen von Gleitlagern bietet unterschiedlichste Anwendungsvorteile. Ein Spritzguss-Gleitlagerbauteil mit 2D-Code kann unterschiedliche Zusatznutzen bieten. So kann z.B. die Montage und/oder Wartung vereinfacht oder unterstützt werden z.B. indem ein Aufrufen von Information zur Konstruktion, Montage und/oder Wartung des Gleitlagers erfolgt. Es kann auch unmittelbar eine Ersatzteilbestellung des Bauteils anhand des 2D-Codes ermöglicht werden. Dabei kann der Nutzer durch Datenerfassung des 2D-Codes mit einem Smartphone, Tablett oder dgl. direkt am Spritzguss-Gleitlagerbauteil auf eine herstellerseitige, z.B. der Produktserie zu diesem Spritzguss-Gleitlagerbauteil zugeordnete Webseite geführt werden, z.B. über eine im QR-Code angelegte URL. The proposed data code marking of plastic components of plain bearings offers a wide variety of application advantages. An injection molded sliding bearing component with 2D code can offer different additional benefits. Thus, e.g. the assembly and / or maintenance are simplified or assisted e.g. by calling for information on the design, installation and / or maintenance of the sliding bearing. It is also possible to directly order parts using the 2D code. In this case, the user can by data acquisition of the 2D code with a smartphone, tablet or the like. Directly on the injection molded slide bearing component on a manufacturer's side, e.g. the product series are associated with this associated with injection molded slide bearing component web page, e.g. via a URL created in the QR code.
Die Webseite kann Produktinformationen, wie z.B. Montage- oder Wartungsanleitungen, Spezifikationsdaten der Einzelteile und/oder des Gleitlagers usw. aufweisen. Es kann ergänzend oder alternativ eine Bestellfunktion vorgesehen sein zur Ersatzteilbestellung.The website may provide product information, such as Have installation or maintenance instructions, specification data of the items and / or the sliding bearing, etc. It may be additionally or alternatively provided an ordering function for ordering spare parts.
Es kann insbesondere mindestens ein Einzelteil eines bestimmten Gleitlagers mit einem eindeutig zugeordneten eigenen 2D-Code versehen werden, um derartigen Zusatznutzen zu bieten.In particular, at least one individual part of a specific plain bearing can be provided with a uniquely assigned own 2D code in order to offer such additional benefits.
Weiter können gegebenenfalls nach Einscannen des 2D-Code webbasiert ergänzende Abfragen, z.B. hinsichtlich mindestens eines Parameters des Spritzguss-Gleitlagerbauteils, an den Nutzer gerichtet werden, um zielgerichtete Informationen zu liefern. Auch denkbar ist der Aufruf einer Applikation auf dem Endgerät, welche Zusatznutzen zum Produkt liefert.Further, optionally after scanning the 2D code, web-based supplementary queries, e.g. with respect to at least one parameter of the injection molded slide bearing component, are directed to the user to provide targeted information. Also conceivable is the call of an application on the terminal, which provides additional benefits to the product.
Die Datencode-Markierung ist auch verwendbar zur Erkennung von Produktfälschungen, z.B. anhand verschlüsselter Zusatzdaten. Ergänzend und/oder alternativ kann der Nutzer durch Datenerfassung des 2D-Code am Spritzguss-Gleitlagerbauteil auf eine herstellerseitige, dem Spritzguss-Gleitlagerbauteil zugeordnete Webseite geführt werden. So können ergänzende Abfragen, insbesondere hinsichtlich mindestens eines Erkennungsmerkmals des Spritzguss-Gleitlagerbauteils, an den Nutzer gerichtet werden, etwa um eine Aussage über die Authentizität bzw. eine Fälschung zu liefern.The data code tag is also useful for detecting counterfeit products, e.g. using encrypted additional data. Additionally and / or alternatively, the user can be guided by data acquisition of the 2D code on the injection-molded sliding bearing component on a manufacturer-side, the injection molded sliding bearing component associated website. Thus, supplementary queries, in particular with regard to at least one identification feature of the injection-molded slide bearing component, can be directed to the user, for example in order to provide information about the authenticity or a forgery.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich ohne Beschränkung aus der nachfolgenden, ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Abbildungen. Diese zeigen:
-
1 : ein Ausführungsbeispiel eines zylindrischen Gleitlagers in Perspektivansicht; -
2A : ein Ausführungsbeispiel eines Gelenklagers in Seitenansicht; -
2B : eine Gehäusehälfte eines Gelenklagers nach2A in Seitenansicht; -
3A : ein Ausführungsbeispiel eines Schlittens für ein Linearlager in Seitenansicht; -
3B : den Schlitten nach3A in Draufsicht; -
3C : eine Vergrößerung der Datencode-Markierung nach3B ; -
4 : einen schematischen Querschnitt der Oberflächenprofile erster und zweiter Symbolelemente in der Datencode-Markierung nach3C gemäß der SchnittlinieIV-IV in3C ; -
5 : ein Lichtbild einer Formhälfte eines Spritzgießwerkzeugs zur Herstellung eines Gleitlagerbauteils nach3A ,3B ; und -
6 : eine schematische Prinzip-Darstellung zum arithmetischen Mittenrauwert Ra (Kenngröße nachDIN EN ISO 4287:1998 4 - über eine Messstrecke (lr).
-
1 : An embodiment of a cylindrical plain bearing in perspective view; -
2A : An embodiment of a joint bearing in side view; -
2 B : a housing half of a joint bearing after2A in side view; -
3A : An embodiment of a carriage for a linear bearing in side view; -
3B : the sledge after3A in plan view; -
3C : an increase in the data code mark after3B ; -
4 FIG. 2: a schematic cross section of the surface profiles of first and second symbol elements in the data code marking3C according to the section lineIV-IV in3C ; -
5 a photograph of a mold half of an injection mold for producing a sliding bearing component according to3A .3B ; and -
6 : a schematic principle representation of the arithmetic mean roughness Ra (characteristic afterDIN EN ISO 4287: 1998 4 - over a measuring section (lr).
In
Die erste Oberfläche
Die zylindrische gegenüberliegende zweite Oberfläche
Wie
In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Datencode-Markierung an der flachen Stirnfläche des Bunds
Ein geeigneter QR-Code als Datencode-Markierung
Das Spritzguss-Gleitlagerbauteil
Der Kunststoff kann beispielsweise einen Elastizitätsmodul (Youngscher Modul nach DIN 53457) von 7800 MPa, einen dynamischen Gleitreibungskoeffizienten (gegen Stahl) von 0,08 bis 0,15 und eine Shore-Härte nach DIN 53505 von 81 aufweisen. Ein beispielhaft geeigneter Kunststoff wäre z.B. iglidur® G der Fa. igus GmbH, D-51147 Köln. Weitere ähnliche iglidur® Werkstoffe, z.B. iglidur® J, iglidur® M250, iglidur® W300, iglidur® X usw. wären ebenfalls geeignet. Diese Werkstoffe weisen einen Schmelzflussindex im Bereich von 3 bis 50 g/10min.The plastic can, for example, have a modulus of elasticity (Young's modulus according to DIN 53457) of 7800 MPa, a dynamic sliding friction coefficient (against steel) of 0.08 to 0.15 and a Shore hardness according to DIN 53505 of 81. An exemplary plastic would be e.g. iglidur® G from igus GmbH, D-51147 Cologne. Other similar iglidur® materials, e.g. iglidur® J, iglidur® M250, iglidur® W300, iglidur® X etc. would also be suitable. These materials have a melt flow index in the range of 3 to 50 g / 10 min.
Die zweite Oberfläche
In
Wie
In
Die
Auch das Spritzguss-Gleitlagerbauteil
Wie
Jedem Spritzguss-Gleitlagerbauteil
Anhand einer solchen Formhälfte
Vergleichsmessungen an Prototypen zeigen, dass sich mit den Formwerkzeugen nach
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
1 :- 1
- Spritzguss-Gleitlagerbauteil
- 10
- Datencode-Markierung (z.B. QR-Code)
- 11
- rohrförmiger Abschnitt
- 111
- erste Längsende des rohrförmigen Abschnitts
- 112
- zweite Längsende des rohrförmigen Abschnitts
- 12
- Bund
- 121
- Gleitfläche
- 122
- zweite Oberfläche
- d1
- Innendurchmesser des rohrförmigen Abschnitts
- d2
- Außendurchmesser des rohrförmigen Abschnitts
- B
- Breite der Datencode-Markierung
- L
- Länge der Datencode-Markierung
1 :- 1
- Injection sliding member
- 10
- Data code marking (eg QR code)
- 11
- tubular section
- 111
- first longitudinal end of the tubular portion
- 112
- second longitudinal end of the tubular portion
- 12
- Federation
- 121
- sliding surface
- 122
- second surface
- d1
- Inner diameter of the tubular portion
- d2
- Outer diameter of the tubular section
- B
- Width of the data code marker
- L
- Length of the data code mark
-
2A ,2B :- 2
- Spritzguss-Gleitlagerbauteil
- 20
- Datencode-Markierung (z.B. QR-Code)
- 200
- Gelenklager
- 201
- Gehäuse
- 202
- Kalotte
- 221
- Gleitfläche
- 222
- zweite Oberfläche
2A .2 B :- 2
- Injection sliding member
- 20
- Data code marking (eg QR code)
- 200
- Spherical plain bearings
- 201
- casing
- 202
- dome
- 221
- sliding surface
- 222
- second surface
-
3A ,3B :- 3
- Spritzguss-Gleitlagerbauteil
- 30
- Datencode-Markierung (z.B. QR-Code)
- 310
- Aufnahme für eine Gewindespindel
- 320
- Aufnahme für eine Führungsschiene
- 321
- Gleitfläche
- 322
- zweite Oberfläche
3A .3B :- 3
- Injection sliding member
- 30
- Data code marking (eg QR code)
- 310
- Holder for a threaded spindle
- 320
- Holder for a guide rail
- 321
- sliding surface
- 322
- second surface
-
3C ,4 :- 30
- Datencode-Markierung (z.B. QR-Code)
- 31
- erste Symbolelemente
- 32
- zweite Symbolelemente
- 322
- zweite Oberfläche
- x,y
- Flächenrichtungen (in der Hauptebene)
3C .4 :- 30
- Data code marking (eg QR code)
- 31
- first symbol elements
- 32
- second symbol elements
- 322
- second surface
- x, y
- Surface directions (in the main plane)
-
5 :- 50
- Formhälfte eines Spritzgießwerkzeugs
- 51
- erste Symbolbereiche
- 52
- zweite Symbolbereiche
- 53
- Markierungsbereich
5 :- 50
- Mold half of an injection mold
- 51
- first symbol areas
- 52
- second symbol areas
- 53
- marking region
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DIN EN ISO 1133 [0036]DIN EN ISO 1133 [0036]
- DIN EN ISO 1133-1:2012-03 [0036]DIN EN ISO 1133-1: 2012-03 [0036]
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- Norm DIN EN ISO 4288 [0046]Standard DIN EN ISO 4288 [0046]
- DIN EN ISO 4287:1998 [0079]DIN EN ISO 4287: 1998 [0079]
- DIN 53457 [0091]DIN 53457 [0091]
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R163 | Identified publications notified | ||
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