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Die Erfindung betrifft eine Präcjevorrichtung für Zeichen-
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folgen mit Prägerädern, auf deren Umfang;fläche die zu prägenden Zeichen
angeordnet sind, wobei jeweils zwei aneinander angepaßte zu beiden Seiten des zu
prägenden Werkstücks angeordnete einstellbare Räder das zu prägende Zeichen vertieft
bzw. erhaben enthalten urd mit der zum Ausführen des Prägevorgangs erforderlichen
Kraft beidseitig gegen das mit einer Kennzeichnung zu- versehene Werkstück gepreßt
werden. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 29 07 127 bekannt.
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Bei der bekannten Vorrichtung sind zum Prägen von Zeichenfolgen mehrere
Prägeräder auf einer gemeinsamen Achse angeordnet und müssen durch separate EinsteLlmittel
stets gleichzeitig so positioniert werden, daß sich beim Prägevorgang die gewünschte
Zeichenfolge ergibt..
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Nachteilig ist dabei, daß die Prägeanordnung wegen des Antriebs der
Prägeräder einen verhältnismäßig großen Raum einnimmt und es deshalb nicht möglich
ist, Prägungen von Zeichenfolgen bei beengten Raumverhältnissen vorzunehmen.
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Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Prägevorrichtung der oben genannten Art anzugeben, welche räumlich so kompakt
aufgebaut ist, daß sie das Prägen von Zeichenfolgen aufh an Stellen ermöglicht,
welche durch die bekannten Anordnungen nicht erreichbar sind. Das gilt beispielsweise
für die, Kennzeichnungen von Fahrgestellen im Automobilbau, wo derartige Zeichenfolgen
oft an schwer zugänglichen Stellen wie beispielsweise hinter Türschwellern angebracht
werden müssen.
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Besonders vorteilhaft bei der Erfindung ist, daß ohne besondere Schwierigkeiten
auch mehrzeilige Prägungen beliebiger Länge erzeugt werden können.
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Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß es zum Erreichen von
für die zur Prägung vorgesehenen, schwer zugänglichen Teilen von Werkstücken günstig
ist, wenn das der Prägeebene anzunähernde Werkzeug Längenausdehnungen aufweist die
der zu erzeugenden Zeichenanordnung auf dem Werkstück selbst entspricht. Da Worte
und Ziffernfolgen in Zeilen ausgerichtet sind, sollte die größte Ausdehnung des
Prägewerkzeugs in Richtung dieser zu prägenden Zeile verlaufen, da eine Zeichenzeile
naturgemäß für den menschlichen Leser gedacht ist und auch bei Anbringung an schwer
zugänglichen Bereichen des Werkstücks die Blickrichtung freigehalten ist. Die Werkzeugabmessungen
für die Erzeuging der Zeichen sind damit also im wesentlichen dem Raum angepaßt,
der für die Betrachtung der Zeichen ohnehin freigehalten werden muß.
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Dadurch, daß nur ein Prägeradpaar vorgesehen ist, welches für jedes
zu prägende Zeichen nacheinander neu zu positionieren ist, können beliebig lange
Zeichenfolgen auch in, mehl-eren Zeilen flexibel angeordnet werden.
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Da die Einstellung des Prägerades jeweils möglichst schnell erfolgen
muß, dazu aber'große Kräfte erforderlich sind, welche'nur durch eine entsprechend
groß dimensionierten Antrieb aufgebracht werden können, der andererseits aber wieder
aus räumlichen Gründen nicht direkt mit dem Prägerad verbunden sein kann, ist bei
einer bevor-
zugten Anordnung das Prägerad mit dem Antr-ieb durch'einen
Zahnriemen aus Kunststoff verbunden, wobe-i ein Positionsfühler für die Soll-/Istwertregelung.-
von der Achse des Prägerades entfernt auf der Antriebswelle sitzt, so daß die über
den Zahnriemen zu übertracj.enden Massenkräfte möglichst klein gehalten sind.
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Weitere Mittel, die dazu dienen, die positionsgenaue Einstellung des
Prägerades sicherzustellen,. bestehen aus von einem Soll-/Istwert-Vergleicher gesteuerten
Arretiennitteln mit einem zugespitzten Stift und einer entsprechenden in dem Zeichenrad
vorgesehenen, dem ausgewählten Zeichen zugeordneten öffnung, in die der Stift eingreift,
sobald der Stellungsgeber zusammen mit dem Sqll-/Istwert-Vergleicher das Erreichen
der Sollposition ermittelt hat.
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Damit wird erreicht, daß jedes Zeichen genau in seiner vorgesehenen
Position bei der Prägung erscheint.
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Überraschend ist auch, daß eine sehr große Zeichenzahl, d.h. alle
Zahlen und Buchstaben und eine Anzahl von Sonderzeichen ohne Schwierigkeiten auf
der Umfangs fläche eines Prägerades untergebracht werden können, was bei einem Prägehub
von ca. 0,3 mm und einer Zeichengröße von 5 mm sicherstellt, daß jedes Zeichen klar
wiedergegeben ist, ohne daß benachbarte Zeichen 11mitprägen11. Weitere bevorzugte
Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird nachfolgend näher beschriehen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht
der erfindungsgemäBen Prägevorrichtung in schematischer Darstellung und Fig. 2 die
selbe Prägevorrichtung in frontaler Ansicht.
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Die in Fig. 1 dargestellte Prägeanordnung ist an einem von einem Faltenbalg
1 umgebenen Arm in dreidimensionaler Richtung verschiebbar angeordnet. Die dazu
erforderlichen Positionierungsmittel sind in der Zeichnung nicht separat -wiede.rgegeben,
geeignet ist aber beispielsweise der Arm eines Ir.dustrieroboters. Am Ende des Faltenbalgs
1 ist eine Trägeranordnung 2 vorgesehen, welche ihrerseits zwei Führungen 3 und
4 aufweist, an denen eine Tragplatte 5 in horizontaler Richtung verschiebbar angeordnet
ist. An dieser Tragplatte 5 ist einerseits das Unterteil 6 der Prägeanordnung und
andererseits eine Führung für einen Anfahrschlitten 7 vorgesehen, am dem das Oberteil
8 in vertikaler Richtung verschieblich geführt ist. Die Führungen 3 und 4 sind als
Kugelumlaufführungen ausgebildet, wobei das Verschieben in horizontaler Richtung
durch Antrieb eines Elektromotors 9 über eine Transportspindel 10 erfolgt (Fig.
2).
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Der Elektromotor 9 ist als Schrittmotor ausgebildet, d.h.
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er, wird von mittels einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit
erzeugten Impulsen angetrieben. Die Anzahl der .übermittelten Impulse bestimmt dabei,
wieweit der Prägemechanismus in Schreibrichtung nach dem Prägen eines einzelnen
Zeichens, d.h. innerhalb der zu schreibenden Zeile, voranzusetzen ist.
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Die bisher aufgeführten Elemente sind damit in der Lage, die Prägevorrichtung
an das mit einem Nummerneindruck zu versehende Werkstück heranzufahren und die Anordnung
entsprechend den bereits geprägten Zeichen in der Zeile vo-ranzusetzen.
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Zur Ausführung des Prägehubs und zum Führen der Prägemittel in ihre
Position bei schwer zugänglichen Anbringungsorten für die zu prägenden Zeichen sind
weitere Mittel vorgesehen, die nachfolgend beschrieben- werden.
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Das Oberteil 8 und das Unterteil 6 der Prägevorrichtung enthalten
jeweils ein Prägerad 11 und 12, wobei das obere Prägerad 11 die zu prägenden Zeichen
in erhabener und das untere Prägerad 12 die entsprechenden Schriftzeichen in vertiefeter
Form enthält. Die zu prägenden Zeichen sind dabei relativ zueinander so angeordnet,
wie es der Anordnung in einer Textzeile entspricht, d.h. die Ober- bzw.
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Unterkante eines Zeichens befindet sich jeweils nahe dem Rand der
Umfangsfläche des jeweiligen wrägerades. Die erhabenen Zeichen des Prägerades, welches
sich auf der Seite des Werkstücks befindet, von der aus die -Zeichen gelesen werden
sollen, sind dabei in Spiegelschrift angeordnet.
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Durch ihre schlanke Gestalt bei verhältnismäßig großem Umfang (ca.
140 mm) läßt sich ein vollständiger alphanumerischer Zeichensatz bei einer Schriftgröße
von ca. 5 mm unterbringen.
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Bei dem Werkstück 13 handelt es sich um das Bodenblech eines Kraftfahrzeugs,
bei dem ein Türschweller 14 die
freie Zugangsmöglichkeit für die
Prägeeinrichtung behindert.
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Um den Prägerädern 11 und 12 das Erreichen der vorgesehenen PräcJeposition
zu ermöglichen, ist ein Hubzylinder 15 vorgesehen, welcher mit einer Platte 16 des
Oberteils verbunden ist und dessen Kolben auf eine entsprechende Platte 17 des Unterteils
6 wirkt. Damit das Präge rad 11- während des AnEahlvoryangs über den Schweller 14
hinweggelangen kann, wird über ein Betätigungselement 18 wird ein Riegelhaken 19
vom Eingriff in die Platte 17 freigegeben, so daß mit Aktivierung des Zylinders
15 das Oberteil an dem Schlitten 7 hinaufgleitet, bis der Abstand zwischen den Präge
rädern 11 und 12 größer ist als die Höhe des Schwellers 14. Nachdem über die Positionierungsvorrichtung
1 die zu beschriftende Zeile angesteuert ist, wird der Hubzylinder, 15 drucklos
geschaltet, so daß das Oberteil 8 sich absenkt und der Riegelhaken 19 erneut in
die Platte 17 eingreift. Über Taster 20 und 21 wird festgestellt, ob das Werkstück
13 sich an dem vorgesehenen Platz befindet, so daß bei Störungen im Materialfluß
gegebenenfalls der Prägevorgang gesperrt werden kann. Die Einstellung des oberen
Prägerades, erfolgt durch, einen Drehstrommotor 22, ein Getriebe 23 und zwei durch
einen Zahnriemen 24 verbundenen Riemenscheiben 26 und 27.
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Die schnelle und positionsgenaue Einstellung der von einer Steueranordnung
28 vorgegebenen Zeichen erfolgt über eine schematisch dargestellte Soll-/Istwert-Regelung.
Die Steuerung 28 kann dabei in nahezu beliebiger Weise an di--jitale Datenverarbeitjngsrichtungen
angeschlossen werden,
wobei die zu prägenden Zeichenfolgen entsprechend
ihrer Bedeutung im Produktionsablauf von zentralen die Fertigung steuernden Vorrichtungen
beeinflußt werden. Bei anderen Ausführungen kann auch die Eingabe in der Nähe der
Vorrichtung selbst über ein Tastenfeld vorgesehen sein.
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Aus der Steueranordnung 28 werden die zu prägenden Zeichen jeweils
einzeln zu einem Sollwertgeber 29 für die Zeichenansteuerung übertragen, welcher
einen Soll-/Istwert-Vergleicher 30 beeinflußt, der bei Abweichung der Position des
Prägerades von der für den nächsten Prägevorgang sein zustellenden Position von
einem inkrementalen Drehgeber 31 ein Signal empfängt, das bei bestehender Abweichung
eine Schaltvorrichtung 32 dazu veranlaßt, den Elektromotor 22 einzuschalten bis
der Soll-/Istwert-Vergleicher ein die Übereinstimmung anzeigendes Signal abgibt.
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Das letztgenannte Signal steuert eine Arretiervorrichtung 33 an, welche
einen - nicht dargestellten - zugespitzten Stößel enthält, der in eine dem ausgewählten
zu prägenden Zeichen zugeordnete Öffnung eingreift und das Zeichenrad in dieser
Position für den nachfolgenden Prägevorgang arretiert.
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Das Ausgangssignal des Sollwertgebers wird entsprechend den Ansteuerungsmitteln
für den Antriebsmotor 34 des unteren Prägerades 12 zugeführt, zu dem ebenfalls ein
Getriebe 35, ein Zahnriemen 36, Riemenscheiben.37 und 38 sowie ein inkrementaler
Drehgeber 39 und eine Arretiervor-.
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richtung 40 gehören. Das untere Präge rad 12 stellt sich damit nahezu
gleichzeitig mit dem oberen 11- in die ange-
wählte Position. Die
Leitungen zur elektrischen Ansteuerung des untere Prägerades 12 sind, in der Zeichnung
angedeutet', der zweite erforderliche Soll-/Istwert-Vergleicher und- weiteres .elektronische
Bausteine wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit fortgelassen.
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Haben beide Prägeräder ihre Sollposition erreicht, so lösen die entsprechenden,
über ein UND-Gatter 41 verknüpften Signale über ein Steuerglied 42 einen Prägehub
aus.
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Dem UND-Gatter 41 .wird über einen weiteren Eingang ein Signal zugeführt,
welches anzeigt, -daß durch die Transportspindel 10 bzw. den Arm 1 die Prägeanorndung
in die zum Prägen des nachfolgenden Zeichens erforderliche Position voranbewegt
wurde. Durch die durch das UND-Gatter 41 bewirkte 'Jerriegelung ist gewährleistet,
daß bei gleichzeitiger Einstellung sowohl der Prägeräder als auch der Zeichenposition
vor Ausführung des Prägehubs die erforderliche Positionierung gegeben ist.
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Der Prägehub wird durch einen Schlagzylinder 43 ausgeführt, dessen
Kolben mit einem Stößel 44 in Verbindung steht, der den Träger für eine Welle 45
des oberen Prägerades 11 bildet. Dadurch, daß die Prägeräder 11 und 12 in ihrer
Stärke lediglich der Zeichenhöhe entsprechen müssen und deswe.gen in schlanke Halterungen
einfügbar sind, ist das Erreichen auch entlegener Prägestellen möglich. Der Stößel
44 weist einen Stift 45a auf, der mit Endlagenschaltern 46 und 47 in Eingriff kommt,
wobei in der dargestellten Position der Stößel 44 seine untere Endlage erreicht
hat. Er befindet sich also in seiner ausgefahrenen Stellung wrhrend des Prägevorgangs.
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Die Lagerung des unteren Prägerades ist fest, wobei gegebenenfalls,
um beim Einstellvorgang des unteren Prägerades 12 dieses von der Last des Werkstückes
13 zu befreien; auch hier die Ausführung eines Hubes zum Prägen vorgesehen werden
kann.
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Um die Baugröße der Anordnung im Bereich der Prägestellung möglichst
klein zu halten, sind die Drehgeber 31 und 39 zur überprüfung der Position der Prägeräder
nicht, auf deren Welle direkt, sondern auf der Antriebswelle 23a bzw.
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35a angeordnet. Sie befinden sich damit'in einem Bereich, der bezüglich
der Baugröße nicht besonders kritisch ist.
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Da der Kunststoff die Zahnriemen 24 eine winkelgetreue Übertragung
der Position der Antriebswelle 23a auf das Prägerad 11 aufgrund des auftretenden
Hubs gewährleisten muß ist bevorzugterweise ein Riemenspanner vorgesehen, der symmetrisch
wirkende Federn 48 und 49 aufweist; die auf beide Züge des Zahnriemens 24 entgegengesetzt
zueinander gerichtete Kraftkomponenten ausüben, so daß die winkelgetreue übereinstimmung
der Riemenscheiben 25 und 27 sorgt.
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Bei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können Toleranzen in
soweit noch in Kauf genommen werden, wie sie durch die Spitze des Arretierstiftes
der Arret-iereinrichtung 33 bei dessen Eingriff in entsprechende Aussparungen des
Prägerades 11' ausgeglichen werden Durch diese Anordnung ist auch gewährleistet,
daß die über den Zahnriemen zu bewegenden mit dem Prägerad verbundenen' Mässen sehr
klein gehalten werden können, so daß auch unter diesem Gesichtspunkt einer schnellen
Positionierung nichts im Wege steht.
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Die Anordnung ist damit in der Lage, aufeinanderfolgende Zeichen in
Zeilen beliebiger Länge mit großer Geschwindigkeit jeweils einzeln nacheinander
zu prägen7 wobei auch ganze Textzeilen untereinander geschrieben werden können.
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Die Ansteuerung für die Zeilenpositionierung wird dabei über den Arm,
l vorgenommen. Ohne besondere Schwierigkeiten kann die Beprägung von im Raum beliebig
gerichteten Flächen erfolgen, wobei die entsprechende Schrägstellung der Anordnung
entweder mittels des Arms 1 oder - wenn ein solcher nicht vorhanden ist - auch durch
eine entsprechende Abschrägung der Umfangsflächen der Präge räder erfolgen.
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Die gesamte Anordnung wird durch in der Zeichnung nicht dargestellte
Druckerzeugermittel über Schläuche 50 hydraulisch gesteuert, wobei entsprechend
der vorgesehenen Anwendung auch beliebige andere Antriebsmedien Verwendung finden
kannen.
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