-
Veriahren zur Herstellung eines Werkzeug es
-
für elektro-chemisches Bezeichnen Die Eriindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung eines Werkzeuges für elektro-chemisches Bezeichnen einer metallischen
Oberfläche, das einzelne, wahl-Weise aktivierbare, leitende Zeichenelemente trägt,
die voneinander isoliert in einem Kunststoffblock
untergebracht
sind, außerdem das Werkzeug selbst und Verfahren zur Bezeichnung von Werkstücken.
Zum elektro-chemischen Bezeichnen einer metallischen Oberfläche wird in bekannter
Weise die Oberfläche mit dem Pluspol und das Werkzeug mit dem Minuspol einer Spannungsquelle
verbunden, zwischen Werkzeug und Oberfläche ist ein Elektrolyt wirksam. Es wird
mit Gleichstrom bei einer Spannung bis 42 V gearbeitet.
-
Bei solchen bekannten Werkzeugen sind Metallplatten in Schlitze im
Kunststoffblock eingesetzt oder es sind Stifte gleitfähig in Bohrungen im Kunststoffblock
untergebracht. Die Herstellung solcher Werkzeuge ist aufwendig, die Isolation wird
vom Kunststoffblock übernommen. Insbesondere lassen sich die Zeichenelemente nicht
klein und dicht genug anbringen, so daß die Gesamtzeichen relativ groß ausfallen
müssen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen,
mit dem die Zeichenelemente bei einfacher Herstellung sehr klein und dicht beieinander
liegend ausgeführt werden können.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die einzelnen
mit einer Isolierschicht versehenen Zeichenelemente zu einem Bündel, einander mit
der Isolierschicht berührend, zusammengefaßt werden und dann das Bündel unter Führung
von Stromleitungen von den Zeichenelementen zu einer Außenfläche mit Isolier-
stoff
ummantelt wird. Bei einer Ausführungsform bestehen die Zeichenelemente aus leitenden
Drähten mit dünner Isolation, die Drähte bilden selbst Xtromleitungen. Bei einer
anderen Ausführungsform bestehen die Zeichenelemente aus leitenden Platten, die
zu einem Block zusammengefaßt und dann mit Isolierstoif ummantelt werden. I)abei
können die Platten durch eine Metallschicht und eine Kunststoffschicht gebildet
werden, die fest miteinander verbunden sind.
-
Die Platten werden untereinander verbunden und zwar derart, daß die
Metallschicht der einen Platte gegen die Kunststoffschicht der nächsten Platte zu
liegen kommt, der Plattenverbund wird dann mit den Stromleitungen zusammen mit Kunststoff
umgeben. Auf diese Weise können die Zeichenelemente auf kleinstem llaum in großer
Anzahl zusammengefaßt werden, so daß Aktivflächen in großer Dichte eng nebeneinander
vorgesehen werden können und dadurch die Beschriftung mit kleinen Zeichen in großer
Vielfalt vorgenommen werden kann. Das Bündel kann in Aussparungen eines Blockes
aus Isolierstoff eingebracht werden, vorzugsweise wird aber die Isolierstoffummantelung
dadurch gebildet, daß das BUndel mit Kunststoff in Blockform umgossen wird. Beim
Umgießen der Zeichenelemente werden in die Form Kerne eingebracht, damit sich Kanäle
bilden, über die der Atzstelle Elektrolyt zugeführt werden kann.
-
Die auf diese Weise hergestellten Werkzeuge sind also erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenelemente aus für sich isolierten, mit ihrer
Isolierschicht aneinanderliegenden Drähten bestehen und von Kunststoff in Form eines
Blockes umgeben sind, wobei die Stirnseiten der Drähte in einer Aussparung im Block
enden, in die Kanäle münden, die mit einer Blockaußenfläche verbunden sind und der
Zu- undKbfuhr eines Elektrolyt dienen.
-
Bei einer weiteren Version bestehen die Zeichenelemente aus leitenden
Platten, die zu einem Block zusammengefaßt sind, der in einen Isolierstoff eingeschlossen
ist, wobei die Stirnseiten der Platten im Boden einer Aussparung im Block enden
und die Aussparung über Kanäle mit Außenflächen des Blockes für die Zu- und Abfuhr
eines Elektrolyt verbunden ist.
-
Eine besonders leicht einsatzfähige Bauform wird dadurch erhalten,
daß der Kunststoffblock quaderförmig ausgebildet ist und die Aussparungen mit den
Aktivflächen der Zeichenelemente auf einer Grundfläche angeordnet sind, von der
Kanäle für die Zu- und Abfuhr eines Elektrolyt ausgehen und die mit den Zeichenelementen
verbundenen Stromleitungen auf einer zur Grundfläche abgewinkelten Fläche herausgeführt
sinda
Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Bezeichnung metallischer kreiszylindrischer Werkstücke auf ihrem Umfang mit
Werkzeugen, wie sie soeben beschrieben worden sind.
-
Sollen die Zeichen in Achsrichtung des Werkstückes nebeneinander stehen,
so wird das Werkstück auf Rollen aufgelegt, das Werkzeug in einer Richtung auf dem
Werkstück abgerollt, dann das Werkstück axial verschoben und dann das Werkzeug in
der anderen Richtung abgerollt und so fort. Sollen die Zeichen längs einer Umfangslinie
aufgetragen werden, so wird das Werkstück ebenfalls auf Rollen aufgelegt, die aber
in einer Drehrichtung durch einen Freilauf gesperrt sind. Das Werkzeug wird in einer
Hichtung berührend über das Werkstück geführt, dabei wird die Bezeichnung aufgebracht,
dann wird das Werkzeug zurückgezogen und wieder nach vorne geschoben und so fort.
Auf diese Weise lassen sich sehr große Stückzahlen von Werkstücken rasch und bequem
beschriften, wobei durch das Ätzen keine Kerbwirkungen auftreten, so daß keine festigkeitsmäßigen
Beeinträchtigungen zu befürchten sind und auch fertige Präzisionsteile bei der Beschriftung
nicht beschädigt werden. Die Bewegung
von Werkstück und Werkzeug
kann auch vertauscht sein, notwendig ist eine Relativbewegung zwischen beiden.
-
Schließlich besteht ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren darin,
daß die leitenden Platten einen Abstand voneinander haben, der etwa der Plattendicke
entspricht oder geringer ist und zur codierten Beschriftung zwei Bestromungen nacheinander
vorgenommen werden, wobei das Werkstück oder das Werkzeug zwischen den Bestromungen
um etwa einen Betrag entsprechend der Plattendicke verschoben wird. Aui diese Weise
können Codierungen bei einfachster Werkzeuggestaltung mit nahezu unbegrenzter Variationszahl
vorgenommen werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.
-
Es neigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Werkzeug in Richtung des
Pieiles I in Fig. 2, in einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine Ansicht dazu von
der Seite, Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Werkzeug in einer zweiten Ausführungsform
in Richtung des Pfeiles III in Fig. 4, Fig. 4 einen Schnitt hierzu gemäß der Linie
IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine Ansicht einer Vorrichtung zum Beschriften in einer
ersten Ausführungsform von der Seite, Fig. 6 eine Ansicht dazu von vorn, Fig. 7
ein Werkstück mit einer Beschriitung mit der Vorrichtung nach den Fig. 5 und 6 in
perspektivischer Darstellung, Fig. 8 eine zweite Vorrichtung für eine Beschriftung,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Werkstückes, das mit der Vorrichtung
gemäß Fig. 8 beschriftet worden ist.
-
Fig. 10 eine Ansicht eines Werkzeuges von der Seite in einer dritten
Ausführungsform, Fig. 11 eine Ansicht dazu von der Seite, Fig. 12 eine Draufsicht
auf ein Werkstück bei unterschiedlichen Beschriftungsphasen.
-
Das Werkzeug 1 besteht aus Zeichenelementen 2, die zusammen mit ihren
Stromleitungen 3 in einen Kunststoffblock 4 eingegossen sind. Die Aktivflächen 5
der Zeichenelemente 2 enden am Boden 6 einer Aussparung 7, in die auch Kanäle 8,9
münden, um den Elektrolyt zu- bzw. abzuführen. Die Kanäle 8,9 enden einerseits in
der die Aussparung 7 tragenden Grundfläche 10 des quaderförmigen Kunststoffblockes
4 und andererseits in Seitenflächen 11,12 (Fig. 2 und 4) oder in der Oberfläche
32 (Fig. 11).
-
Bei der Ausbildung nach Fig. 1 und 2 bestehen die Zeichenelemente
aus einem Bündel 13 von metallischen Drähten 14, jeder Draht 14 ist von einer Isolierschicht
15, z.B. eine Lackschicht, umgeben. Die Drähte 14 bilden auch gleichzeitig die Stromleitungen
3, die aus einer Blockaußeniläche 16 herausgeführt sind. Die Drähte 14 berühren
einander mit ihrer Isolierschicht 15, sie liegen also dicht an dicht, ihre Stirnflächen
bilden die Aktivflächen 5, durch die Aussparung 7 haben sie zur Grundfläche 10,
die identisch ist mit der zu bearbeitenden Werkstückfläche, einen geringen Abstand,
in diesem Zwischenraum beiindet sich der Elektrolyt.
-
Zur Herstellung werden zunächst die Drähte 14 zu einem Bündel zusammengeiaßt
und dann in eine Form
eingelegt, in der sich bereits Kerne für
die Bildung der Kanäle 8,9 befinden. Danach wird die Form mit Kunststoff ausgegossen,
so daß schließlich das Werkzeug 1 entsteht.
-
Bei der Ausführung nach den Fig. 3 und 4 bestehen die Zeichenelemente
2 aus Platten 17, die aus einer Kunststoffschicht 18 und einer Metallschicht 19
aufgebaut sind. Die Schichten 18,19 sind zur Platte 17 fest zusammengefügt. Diese
Platten 17 werden dann miteinander verbunden, z.B. verklebt, und zwar so, daß jeweils
eine Metallschicht 19 der einen Platte gegen eine Kunststoffschicht 18 der anderen
Platte zu liegen kommt, wie dies insbesondere aus der Fig.3 erkennbar ist.
-
Zur Herstellung dieses Werkzeuges 1 wird dieser Plattenverbund mit
den zu den Metallschichten 19 geführten Stromleitungen 3 wiederum in eine Form eingebracht,
in der sich auch die Kerne für die Kanäle 8,9 und für die Aussparung 7 befinden,
sodann wird in die Form der Kunststoff eingegossen, so daß der Kunststoffblock 4
und damit das ganze Werkzeug 1 entsteht. Die Stirnseiten der Metallschichten 19,
die wieder am Boden 6 der Aussparung 7 enden, bilden die Aktivflächen 5, die die
eigentliche Bearbeitungs-bzw. Ätzstelle 20 abgeben.
-
Die Bezeichnung insbesondere kreiszylindrischer Werkstücke 21 wird
am besten mit Vorrichtungen durchgeführt, wie sie aus den Fig. 5 und 6 bzw. 8 ersichtlich
sind.
-
Will man in Achsrichtung nebeneinanderliegende Zeichen 22,23,24 haben,
so wird das Werkstück 21 auf in beiden Richtungen drehbare Rollen 25,26 aufgelegt,
das Werkzeug 1 wird gemäß dem Doppelpfeil 27 hin- und hergeschoben, wobei zwischen
den Schüben das Werkzeug 1, vorzugsweise aber das Werkstück 21, axial verschoben
wird. Zum Beispiel wälzt sich das Werkzeug 1 in Richtung des Pieiles 28 auf dem
Werkstück 21 ab und läßt dabei durch entsprechende Bestromung der Zeichenelemente
2 das Zeichen 22 entstehen, dann iindet eine axialeRerschiebung des Werkstückes
21 in Richtung des Pfeiles 29 statt und dann wird das Werkzeug 1 entgegengesetzt
verschoben, so daß eine Abwälzung in Richtung des Pieiles 30 vorgenommen und dabei
das Zeichen 23 gebildet wird. Dieses Spiel wiederholt sich, bis die ganze Beschriftung
oder Zeichensetzung durchgeführt ist.
-
Soll die Beschriftung auf dem Umfang des Werkstückes 21 erfolgen,
so bedient man sich der Vorrichtung und der Arbeitsweise, wie sie in der Fig. 8
wieder
gegeben ist. Hier sind die Rollen 25,26 mit einem Freilauf
ausgestattet, so daß sie sich nur in einer Richtung drehen können. Das bedeutet,
daß auch das Werkstück 21, das auf den Rollen 25,26 liegt, nur in einer Richtung
drehbar ist, z.B. in der Drehrichtung gemäß Pfeil 31. Wird das Werkzeug 1 in der
Darstellung nach Fig. 8 nach rechts bewegt, so wird das Werkstück 21 mitgenommen,
die Ätzung findet statt und es wird z.B. das Zeichen 24 gebildet. Danach wird das
Werkzeug 1 nach links bewegt, das Werkstück 21 dreht sich dabei nicht mit und bei
der anschliessenden Wiederbewegung nach rechts wird das Zeichen 23 gebildet. Dieser
Vorgang wiederholt sich, bis die Beschriftung rundum durchgeführt ist. Durch entsprechende
Bestromung der einzelnen Zeichenelemente 2 entstehen die unterschiedlichen Zeichen
22 bis 24.
-
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 10 und 11 sind nebeneinanderstehende
leitende Platten 17' zu einem Block 33 zusammengefaßt, wobei zwischen den einzelnen
Platten 17' Isolierschichten angeordnet sind bzw. die Zwischenräume zwischen den
Platten mit Kunststoff ausgegossen sind. Der Abstand 34 der einzelnen Platten 17'
entspricht etwa der Plattendicke 35. Auf seiner Oberfläche 32 ist der
Kunststoffblock
4 mit einer elastischen Zwischenschicht 36 verbunden, auf der wieder eine Halterungsplatte
37 fest verankert ist. Diese flalterungsplatte 37 trägt Aufnahmebohrungen 38, die
mit entsprechenden Gegenstücken an der Maschine zusammenarbeiten, wobei querliegende
Sicherungsbohrungen 39 das Einführen von nicht näher dargestellten uerstiften erlauben,
die die feste Verbindung zwischen den nicht näher gezeigten Gegenstücken und dem
Werkzeug 1 herstellen. Die Kanäle 8,9 für die Zu- und Abfuhr des Elektrolyt zur
Aussparung 7 bzw. zur Atzstelle 20 sind hier gerade von der Grundfläche 10 zur Oberfläche
32 durchgeführt, sie durchdringen weiter die elastische Zwischenschicht 36 und die
Halterungsplatte 37. In einer Aussparung 40 ist ein Dichtring 41 eingelegt, damit
bei der Kupplung mit der Maschine entsprechende Leitungen angeschlossen werden können.
-
Mit diesem Werkzeug lassen sich besonders einfach codierte Beschriftungen
herstellen. Zunächst werden z.B. alle Platten 17 unter Strom gesetzt, so daß beim
Ätzen auf der Oberfläche 42 des Werkstückes 21 das aus der Fig. 12 ersichtliche
Bild entsteht.
-
Sodann wird z.B. das Werkstück 21 um einen Betrag 43 verschoben, der
der Plattendicke 35 entspricht
und dann werden nur bestimmte Platten
17' bestromt, so daß das Bild nach dem unteren Teil der Fig. 12 entsteht: Strichstärken
mit dreifacher Plattendicke 35 wechseln ab mit Strichstärken einfacher Plattendicke
35 entsprechend der gewünschten Codierung.
-
L e e r s e i t e