EP0091579A2

EP0091579A2 - Maschine zum Prägen von Typenkennzeichnungen

Info

Publication number: EP0091579A2
Application number: EP83102864A
Authority: EP
Inventors: Hermann Ing.-Grad. Kull; Walter Gerst; Wilfried Ing.-Grad. Werner
Original assignee: Otto Borries KG
Current assignee: Otto Borries KG
Priority date: 1982-04-08
Filing date: 1983-03-23
Publication date: 1983-10-19
Also published as: DE3213233A1; DE3213233C2; DE3380252D1; EP0091579A3; EP0091579B1; MX158858A; ATE44911T1

Abstract

Eine Prägemaschine zum Prägen von Typenkennzeichnungen weist einen Prägekopf mit einem Typenrad 54 auf. Vermittels einer Antriebseinheit wird eine Relativbewegung zwischen dem Prägekopf und dem zu prägenden Werkstück in wenigstens zwei zueinander senkrechten Richtungen ermöglicht. Hierzu kann ein Typenschilder (90) halternder positionierender Schlitten (20) dienen, der in einer Koordinatenrichtung verschiebbar ist und synchron angetriebene Rollen (42,44) in einer zur Verschieberichtung senkrechten zweiten Koordinatenrichtung trägt. In einer alternativen Anordnung ist der Prägekopf an einem Portal über dem zu prägenden Werkstück in allen Richtungen verschiebbar. Das Typenrad (54) trägt über Federelemente einzelne Prägeplättchen (86), welche von einem exzenterbetätigten Stößel (88) gegen die Prägefläche des Typenschildes (90) gedrückt werden. Der Stößel (88) läuft kontinuierlich durch. Das Typenrad (54) kann konisch abgekröpft sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Prägen von Typenkennzeichnungen auf Werkstücken, und insbesondere von Typenschildern, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen Maschinen werden einzelne, zu prägende Typenschilder einem Magazin entnommen und auf einem Tisch festgespannt. Dieser Tisch wird dann unter Verwendung einer mechanischen Maske so bewegt, daß die verschiedenen zu prägenden Bereiche des Typenschildes nacheinander unter einen Prägekopf gefahren werden. Dieser Prägekopf weist eine Mehrzahl scheibenförmiger Prägeräder auf, die auf ihrer Umfangsfläche aufeinanderfolgend mit den verschiedenen Zeichen eines vollen Zeichensatzes (Zahlen und Buchstaben) versehen sind. Durch Einstellen der nebeneinander koaxial angeordneten Prägeräder kann man die jeweils einzuprägende Information vorgeben, und durch Nachuntenbewegen des Prägekopfes gegen das Typenschild wird dann das gerade gegenüberliegende Prägefeld des Typenschildes geprägt.
Derartige Prägemaschinen haben sich in der Praxis insbesondere zum Prägen von Typenschildern in großen Serien gut bewährt. Für das Prägen von Typenschildern in kleinen Serien muß beim Umstellen von einem Typenschild auf ein anderes die Maske ausgetauscht werden, außerdem muß der Prägekopf zurückgestellt werden. Es müssen also verschiedene mechanische Justierarbeiten an der Maschine vorgenommen werden.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiter gebildet werden, daß Typenkennzeichnungen unterschiedlicher Größe und mit unterschiedlicher Anordnung der Prägefelder ohne mechanische Rüstarbeiten aufeinanderfolgend verarbeitet werden können.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Maschine gemäß Anspruch 1.
Bei der erfindungsgemäßen Maschine sind für die Relativbewegung zwischen dem Prägekopf und dem zu prägenden Werkstück zwei völlig unabhängige Antriebe in zwei zueinander senkrechten Koordinatenrichtungen vorgesehen. Diese Antriebe werden von einem Rechner her angesteuert, der mit der Information bezüglich der Typenfeldgröße und Anordnung der Typenfelder versorgt worden ist. Diese Information kann z.B. auf einem Datenträger wie einer Diskette oder einem Magnetband für eine Vielzahl unterschiedlicher Typenkennzeichnungen zu geringen Kosten gespeichert werden, und die entsprechenden Daten können in bekannter Weise rasch in den Rechner geladen werden. Der Prägekopf ist bei der erfindungsgemäßen Maschine kein Zählwerk od.dgl., vielmehr ein Typenrad, bei welchem das jeweils als nächstes zu prägende Zeichen rasch und völlig unabhängig vom zuletzt geprägten Zeichen eingestellt werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in nachgeordneten Ansprüchen angegeben.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird eine Schlittenkonstruktion angegeben, die in besonders unaufwendiger Weise kleine zu prägende Werkstücke unter einem in der Auflageebene unbeweglichen Prägekopf verfährt. Eine derartige Anordnung, bei der der Prägekopf stationär und das zu prägende Werkstück gesteuert verschiebbar ist, verwirklicht die erfindungsgemäßen Bewegungsfreiheitsgrade in der für Kleinteile einfachsten und günstigsten Form.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird ein präzises und rasches Abgeben der fertig geprägten Werkstücke gewährleistet, auch dann, wenn ein Werkstück verhältnismäßig kurz ist.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist im Hinblick auf eine sichere Abstützung des Werkstücks an der Prägestelle von Vorteil. Das Anordnen der Auflageleiste anstelle einer Rolle ermöglicht zugleich ein besonders einfaches Herstellen des Schlittens, da die Auflageleiste einfach in eine der äquidistant angeordneten Wellenaufnahmen eingesetzt werden kann. Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist im Hinblick auf ein Erfassen eines Werkstücks an möglichst vielen eng benachbarten Stellen von Vorteil. Dies ermöglicht zum einen die Verarbeitung kleiner, zum andern die Verarbeitung verhältnismäßig dünner Typenschilder.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird auf einfache Weise ein elastisches Erfassen eines Werkstücks in den Rollenspalten zwischen den beiden Rollensätzen erhalten.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist im Hinblick auf eine hohe Prägekraft von Vorteil. Mit der Anordnung gemäß Anspruch 8 und 9 wird eine hohe Prägegeschwindigkeit bei exakter Positionierung der Zeichen erreicht.
Bei einer Maschine gemäß Anspruch 1o hat man stets eine genaue Information über die Ist-Stellung des Typenrades. Der Antrieb gemäß Anspruch 11 ist im Hinblick auf eine digitale Informationsbearbeitung in einem Rechner von besonderem Vorteil.
Mit der Ausgestaltung eines Typenrades gemäß Anspruch 12 wird eine extrem platzsparende Bauweise der Maschine ermöglicht.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 wird erreicht, daß ein Typenschild bis in unmittelbare Nähe seines Randes geprägt werden kann und zugleich mit seiner Längsseite am Schlitten geführt ist. Auf diese Weise ist die Gefahr eines Verkantens im Schlitten ausgeräumt.
Die Anordnung gemäß Anspruch 14 bis 17 ermöglicht es, den Prägekopf über das Werkstück zu verfahren, wobei ein vertikaler Freiheitsgrad zur Anpassung an verschiedene Dicken von Werkstücken besteht. Hierdurch wird eine hohe Flexibilität der Maschine erzielt. Weiterhin kann der Prägekopf auch parallel zu der Auflageebene des Werkstücks verstellbar sein, was ein Verfahren über einem ortsfest gehalterten Werkstück ermöglicht. Diese Anordnung ermöglicht ein Prägen auch sehr großer Werkstücke. Die Ansprüche 18 und 19 charakterisieren konstruktiv besonders robuste und unaufwendige Formen der Halterung für den Prägekopf.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2o ist im Hinblick auf eine besonders einfache Steuerung der Relativlage zwischen Prägekopf und Werkstück durch einen digitalen Rechner von Vorteil.
Bei einer Maschine gemäß Anspruch 21 wird die Ist-Lage eines einlaufenden Werkstücks automatisch erfaßt und als Bezugspunkt für die Bewegung in der entsprechenden Koordinatenrichtung verwendet. Damit ist man von etwaigen Unregelmäßigkeiten in der Funktion des Bewegungsmechanismus unabhängig.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 22 und 23 sieht ein Magazin für ungeprägte Werkstücke vor, das insbesondere in Serie zu prägende Typenschilder aufnehmen kann. Die Ausbildung eines solchen Magazins als Wechselmagazin ist im Hinblick auf einen besonders raschen Übergang des Prägens einer Typenschildsorte zum Prägen einer anderen Typenschildsorte von Vorteil. Gemäß Anspruch 23 wird weiterhin erreicht, daß die Typenschilder mit exakt zur Laufrichtung der Rollensätze passender Ausrichtung vom Magazin zwischen die Rollensätze abgegeben werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Maschine zum automatischen Prägen von Typenschildern gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung:
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Maschine nach Fig. 1 längs der dortigen Schnittlinie II-II;
Fig. 3 eine Aufsicht auf die Unterseite eines in der Maschine nach den Fig. 1 und 2 verwendeten Typenrades;
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild eines die Prägemaschine nach den Fig. 1 und 2 steuernden Rechners zusammen mit seinen peripheren Einheiten:
Fig. 5 ein Typenrad der Maschine in einer abgewandelten Gestaltung;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Maschine zum automatischen Prägen von Typenkennzeichnungen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1 und 2, hat die in der Zeichnung wiedergegebene Prägemaschine eine Basisplatte 10, welche vertikal nach oben weisende Ständerpaare 12,14 aufweist. In den Ständern 12 ist eine Achse 16 gehalten, während die Ständer 14 eine Gewindespindel 18 lagern.
Auf der Achse 16 und der Gewindespindel 18 läuft ein Schlitten 20 über Lageraugen 22 bzw. 24, welche an seitliche Längsholme 26 des Schlittens 2o angeformt sind. Traversen 28, 3₀, 32 verbinden die Längsholme 26 miteinander.
Zur Verstellung des Schlittens 2o in Längsrichtung der Achse 16 bzw. der Gewindespindel 18 ist auf der letzteren ein Zahnrad 34 angeordnet, welches mit dem triebs Abtriebsritzel 36 eines Positionieran/38 kämmt, der auf der Basisplatte 10 befestigt ist.
In den Längsholmen 26 sind Wellen 40 für untere Transportrollen 42 sowie Wellen 44 für obere Transportrollen 46 gelagert. Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die aus elastisch nachgiebigem Gummimaterial gefertigten Transportrollen 42 und 46 jeweils unter Abstand auf einer Welle angeordnet, und die zu benachbarten Wellen gehörigen Transportrollen sind jeweils um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt. In einem mittleren Bereich des Schlittens 2₀, der durch Schul_- tern 5₀, 52 der Längsholme 26 begrenzt ist, sind keine oberen Transportrollen 46 und keine zugehörigen Wellen 44 vorgesehen, so daß sich ein Typenrad 54 in zur Schlittenlängsachse transversaler Richtung über die dortigen unteren Transportrollen 42 hinwegbewegen kann. Die fehlenden Rollensätze werden im Bereich des Typenrades 54 durch elastische Niederhalter ersetzt. Das Typenrad 54 ist auf einer Welle 56 angebracht, die in Lagern 58, 60 läuft. Das Lager 58 ist von einer Prägekopfplatte 62 getragen, die auf Führungsstangen 64 und Gewindespindeln 66 oder anderen Antriebselementen läuft. Letztere sind ihrerseits von der Basisplatte 10 her getragen. Das Lager 60 sitzt in einem parallel unter Abstand zur Prägekopfplatte 62 verlaufenden Endabschnitt eines Lagerbügels 68, der auf der Prägekopfplatte 62 festgeschraubt ist. Auf der Oberseite des Lagerbügels 68 ist ferner ein Winkelgeber 70 angebracht, der mit der Typenradwelle 56 zusammenarbeitet.
Auf der Typenradwelle 56 sitzt eine Riemenscheibe 72, über welche ein Zahnriemen 74 läuft. Dieser wird über eine zweite Riemenscheibe 76 von einem Elektromotor 78 her angetrieben, der auf der Prägekopfplatte 62 angeordnet ist.
Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, hat das Typenrad 54 ein Nabenteil 80 und einen mittleren Radabschnitt 82, an welchen eine Vielzahl in radialer Richtung verlaufende Federarme 84 angeformt ist. Letztere tragen am freien Ende jeweils ein aus Hartmetall hergestelltes rechteckiges Prägeplättchen 86, welches jeweils mit einer einem Zeichen zugeordneten Prägekontur versehen ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, stehen die großen Achsen der Prägeplättchen 86 senkrecht auf der Längsachse des zugeordneten Federarmes 84.
Bei eingebautem Typenrad 54 weisen die Typen bzw. Prägeplättchen 86 zu den Transportrollen 42 und können so durch einseitig oder beidseitig wirkenden Stössel 88 gegen ein Typenschild 90 gedrückt werden, welches zwischen den Transportrollen 42 und 46 erfasst ist.
Bei diesem Prägevorgang ist das Typenschild 90 durch eine Auflageleiste 92 abgestützt, die unter der vom Stössel 88 beim Verschieben des Schlittens 2o durchlaufenden Bahn liegt. Die Auflageleiste 92 ersetzt eine entsprechende der Transportrollen 42 und ist in den dieser zugeordneten Aufnahmeöffnungen der Längsholme 26 befestigt.
Wie Fig. 2 zeigt, ist der Stössel 88 in einer auf der Prägekopfplatte 62 befestigten Buchse 94 geführt und hat einen Kopfabschnitt 96, an welchem eine an der Oberseite der Buchse 94 abgestützte Schraubenfeder 98 angreift.
Die Oberseite des Kopfabschnittes 96 arbeitet mit einer Exzenter-Nocke 100 zusammen, welche auf einer Welle 102 sitzt, die mit der welle eines ständig umlaufenden Elektromotors 106 verbunden ist, der zum steuerbaren Antrieb gehört. Die Anordnung, bei der die Exzenter-Nocke 100 und damit der Stössel 88 kontinuierlich angetrieben ist, wurde gewählt, weil mit Schaltkupplungen die gewünschte hohe Schaltgeschwindigkeit nicht erreicht wird. Um bei laufendem Stössel 88 eine störungsfreie und exakte Einstellung des Typenrades zu erreichen, ist eine Signalgabel an die entsprechende Positioniereinrichtung vorgesehen, die die Positionierung des Typenrades der Stellung des Stössels entsprechend durchführt. Wenn nicht geprägt wird, steht dabei das Typenrad auf Leerstellung (L). Wenn hingegen geprägt werden soll, wird die Stellung des Prägeexzenters über einen Geber oder einen Initiator abgefragt: wenn der Stössel nach oben gegangen ist, erfolgt die Positionierung, und wenn er nach unten übergeht, ist die Positionierung abgeschlossen.
Auf der Oberseite der Prägekopfplatte 62 sitzt ferner der Sender 108 einer Lichtschranke, welcher mit einem fluchtenden Empfänger 110 zusammenarbeitet, der von der Traverse 30 getragen ist.
In die Traverse 28 ist ein Zapfen 112 eingehängt, der an eine horizontale Abgabelippe 114 eines Magazines 116 angeformt ist, welches einen Vorrat 118 an ungeprägten Typenschildern aufnehmen kann. Die Abgabelippe 114 fluchtet mit der Bodenwand 120 des eigentlichen Magezinraumes, durch welche sich Abgaberollen 122 aus elastisch nachgiebigem Material geringfügig ins Magazininnere hinein erstrecken. Die Abgaberollen 122 werden durch einen Zahnriemen 124 synchron von einer Riemenscheibe 126 her angetrieben. Letztere sitzt auf der )Welle eines Positionierantriebs 128, der erregt wird, wenn ein Typenschild vom Magazin 116 abgegeben werden soll. Das Magazin 116 hat am in Fig. 1 unten liegenden Ende seiner Abgabelippe 114 eine nach oben weisende Führungslippe 130.
In Fig. 1 ist ferner noch ein Positionierantrieb 132 gezeigt, durch welchen die Transportrollen 42 und 46 synchron in beiden Richtungen angetrieben werden können, um das unter dem Typenrad 54 befindliche Typenschild 90 in Fig. 1 nach links oder rechts zu bewegen. Diese Bewegungsrichtung entspricht bei normaler Arbeitsweise (Längserstreckung eines Typenschildes parallel zur Schlittenlängsrichtung) der Zeilenrichtung des Typenschildes; der Zeilenvorschub wird dagegen vom Positionierantrieb 38 besorgt. Ist das Typenschild 90 fertig geprägt, so wird der Positionierantrieb 132 dauernd in Richtung eines Förderns in Fig. 1 nach rechts erregt, so daß das fertige Typenschild auf eine Rutsche 134 und von dort in ein Aufnahmemagazin (nicht gezeigt) gelangt.
Fig. 4 zeigt einen Rechner 136, der zur Steuerung der obenstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschriebenen Prägemaschinen dient und mit einem Plattenspeicher 138 zusammenarbeitet, welcher die Formatangaben und Prägefeldinformationen für die verschiedenen zu verarbeitenden Typenschildarten enthält.
Eingangsseitig sind an den Rechner 136 angeschlossen der Winkelgeber 70, der Lichtschranken-Empfänger 110 sowie ein Tastenfeld 140, an welchem die jeweils zu verarbeitende Typenschildart angegeben werden kann.
Ausgangsseitig steuert der Rechner 136 über nicht näher wiedergegebene Leistungsstufen die Schaltkupplung 104, den Spalten-Schrittmotor 132 und den Zeilenvorschub-Schrittmotor 38 sowie den Elektromotor 128 des Magazines 116. Ein Bildschirm 142 dient zur Ausgabe und Anforderung von Daten.
Die obenstehend beschriebene Prägemaschine arbeitet folgendermaßen:

Am Tastenfeld 140 wird die Art der zu prägenden Typenschilder eingegeben. Der Rechner 136 lädt nun vom Plattenspeicher 138 die Angaben über die Größe des Typenschildes und die Lage der Prägefelder. Nach Einhängen des Magazines 116 kann nun der Rechner 136 den Elektromotor 128 zum Abgeben eines ersten Typenschildes erregen. Zugleich wird der Schrittmotor 132 ständig in Richtung eines Förderns in Fig. 1 von links nach rechts erregt. Sobald die in Fig. 1 rechts gelegene, vordere Kante des Typenschildes 90 die Lichtschranke 108, 110 unterbricht, werden die nachfolgenden Steuerimpulse für den Schrittmotor 132 zugleich zur Lageerfassung des Typenschildes verwendet, wobei der Versetzung der Lichtschranke 108, 110 vom Rand des Typenrades 54 durch Subtraktion einer entsprechenden festen Anzahl von Impulsen Rechnung getragen wird. Der Rechner 136 gibt nun an die Schrittmotoren 38 und 132 so viele Impulse ab, bis die erste Prägestelle des ersten Prägefeldes unter dem Stössel 88 liegt. Über den Geber oder Initiator erfolgt dann die Steuerung der Stössel- und Exzenterbewegungen in der oben bereits beschriebenen und beanspruchten Weise.

Wollte man aus bestimmten Gründen statt der oben beschriebenen Steuerungsanordnung doch eine Schaltkupplung verwenden, würde die Wirkungsweise wie folgt sein:

Wenn der Initiator 70 ein Ausgangssignal abgibt, das dem zu prägenden Zeichen auf dem Typenrad 54 zugeordnet ist, so erregt der Rechner 136 die Schaltkupplung 1₀4, und durch die Nocke 100 wird der Stössel 88 nach unten bewegt und schlägt das entsprechende Prägeplättchen 86 gegen das Typenschild 9₀. Nach erfolgtem Prägevorgang wird die Schaltkupplung lo4 wieder ausgerückt und die nächste Prägestelle des ersten Prägefeldes wird unter Steuerung durch den Rechner 136 unter den Stössel 88 gefahren, worauf das zweite Zeichen in der oben beschriebenen Weise geprägt wird. Nach Prägen des ersten Prägefeldes werden dann die Schrittmotoren 38 und 132 vom Rechner 136 so angesteuert, daß die erste Stelle des zweiten Prägefeldes unter den Stössel 88 gefahren wird. Auf diese Weise werden die Prägefelder nacheinander geprägt. Nach Bearbeitung des letzten Prägefeldes wird der Schrittmotor 132 wieder permanent im Sinne eines Förderns in Fig. 1 nach rechts erregt, bis das fertige Typenschild 9o auf die Rutsche 134 und von dort ins Auffangmagazin gelangt. Nun läuft der oben beschriebene Vorgang für ein neues Typenschild analog ab.

Man erkennt bei Betrachtung von Fig. 2, daß infolge der in Fig. 3 angegebenen Anordnung der einzelnen Prägeplättchen 86 auf dem Typenrad 54 bis dicht an den stromabseitigen Rand eines Typenschildes 9o geprägt werden kann, wobei dieses zugleich an seiner Längskante an dem in Fig. 2 hinten liegenden Längsholm 26 des Schlittens 2o geführt ist.
Man erkennt ferner, daß durch einfaches Auswechseln des Magazines 116 und Eingabe einer neuen Typenschildart am Tastenfeld 14o die Prägemaschine umgestellt werden kann. Mechanische Justierarbeiten sind hierzu nicht notwendig. Nur bei der Umstellung auf Typenschilder mit stark unterschiedlicher Dicke müssen die Gewindespindeln 66 entsprechend verstellt werden. Kommen derartige Dickenunterschiede in der Praxis aber häufig vor, kann man den Gewindespindeln 66 ebenfalls noch einen Servomotor zuordnen und auch die Verstellung in dieser dritten Koordinatenrichtung durch den Rechner 136 besorgen.
In der Praxis lassen sich mit einer Prägemaschine, wie sie oben beschrieben wurde, Prägefrequenzen von größenordnungsmäßig 1o Zeichen pro Sekunde erzielen, was einen erheblichen Fortschritt gegenüber den bisherigen Prägemaschinen mit Prägerädern darstellt.
Bezugnehmend nunmehr auf Fig. 5, ist eine alternative Anordnung eines Typenrades 54 der Erfindung dargestellt. GelcheTmeile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen ver_- sehen. Das Typenrad 54 ist auf einer Welle 56 angebracht, die in einem Tragprofil 2oo drehbar gelagert ist.
Die Drehung des Typenrades 54 erfolgt wiederum über einen Riemenantrieb, wobei als Antriebsaggregat ein Elektromotor 78 dient. Der Elektromotor 78 ist über einen Winkel 202 an dem Tragprofil 200 befestigt, so daß seine Drehachse mit der Welle des Typenrades 54 parallel zu liegen kommt. Man erkennt eine erste Riemenscheibe 72, die auf der Welle 56 des Typenrades. montiert ist, eine zweite, dem Elektromotor 78 zugeordnete Riemenscheibe 76 und einen dazwischen gespannten Zahnriemen 74. Der Prägedruck wird auf das Typenrad 54 mittels eines Stössels 88 ausgeübt. Dieser wird von einer Exzenterwelle (nicht dargestellt) beaufschlagt, deren Hub einstellbar ist und die kontinuierlich läuft. Die kontinuierlich laufende Exzenterwelle gibt den Prägetakt und damit die Prägegeschwindigkeit vor. Wie bei dem vorstehend behandelten Ausführungsbeispiel ist das Typenrad 54 ein flaches Fächerrad, das auf dem Umfang mit Prägeplättchen 86 bestückt ist; letztere werden durch die Exzenterwelle in das Material eingeprägt. Das Typenrad 54 ist abgewinkelt; es hat keine ebene, sondern eine topfförmige Gestalt. Der Rand 204 des Typenrades 54 ist entsprechend konisch abgekröpft, so daß er mit einem ebenen Montageabschnitt 206 des Typenrades 54 einen stumpfen Winkel α einschließt. Der kantennahe Bereich des Randes 204/mit den Prägeplättchen 86 belegt, die in Prägestellung parallel zu der Auflageebene des Werkstücks zu liegen kommen und an ihrer Rückseite mit dem Stössel 88 beaufschlagt werden. Hierzu ist die Welle 56 des Typenrades 54 gegenüber der Bewegungsrichtung des Stössels 88 um einen Winkel (1800 -α) geneigt. Man erkennt, daß auf diese Art eine extrem platzsparende Anordnung des Typenrades 54 erzielt wird, was einprägen von Typenkennzeichnungen an sehr unzugänglichen Stellen ermöglicht. Ein Anwendungsbeispiel ist das Prägen der Fahrgestellnummer von Automobilen zwischen der Türschwelle und dem Beifahrersitz auf dem Bodenblech. Dort steht nur ein etwa 10 cm breiter Zwischenraum zur Verfügung, den man mit bekannten Prägeanordnungen nicht erreichen konnte. Anhand von Fig. 5 erkennt man, daß der Stössel 88 nicht unmittelbar sondern über einen zwischengeschalteten Stempel 208 auf die Prägeplättchen 86 einwirkt. Der Stempel 208 ist in dem Tragprofil 200 zwangsgeführt; er stellt eine exakte Ausrichtung der auf die Prägeplättchen 86 wirkenden Betätigungskraft sicher. Statt eines Riemenantriebs für das Typenrad 54 kann auch ein Direktantrieb Verwendung finden, bei dem das Typenrad 54 unmittelbar auf der Welle eines Positionierantriebs aufsitzt (nicht dargestellt), der das Fächerrad in die richtige Prägeposition bringt. Als Positionierantrieb kommen Gleich-, Wechsel- oder Schrittmotoren zur Anwendung.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Prägeaggregat mit dem Typenrad 54 ortsfest angeordnet. Die Werkstücke, insbesondere Kleinteile und Typenschilder, werden in zwei zueinander senkrechten Achsrichtungen unter der Prägestelle positioniert. Zwei Achsrichtungen sind dabei für den Letternvorschub innerhalb einer Zeile und den Zeilenvorschub erforderlich. Für flache Typenschilder kommt insbesondere der beschriebene Rollentransport zum Einsatz, dem das gleichfalls näher erläuterte Wechselmagazin zum automatischen Einführen der Typenschilder zugeordnet ist. Der Prägeexzenter ist in dieser Anwendung gleichfalls ortsfest montiert, und die Übertragung der Prägekraft erfolgt unmittelbar auf die Prägeplättchen. Das Durchfahren und Positionieren größerer zu prägender'_'Werkstücke unter einem ortsfesten Prägeaggregat würde einen gewissen Aufwand mit sich bringen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird daher vorgeschlagen, das Prägeaggregat mit zwei weiteren, senkrecht aufeinander stehenden Bewegungsachsen auszurüsten. Diese zwei Bewegungsachsen werden durch Gleich-, Wechsel- oder Schrittmotoren angetrieben und bewegen das Prägeaggregat mit dem jeweiligen Lettern- bzw. Zeilenabstand über das zu prägende Teil. Der Prägeexzenter kann hierbei mitgefahren werden. Um aber die Masse der mit hoher Geschwindigkeit zu bewegenden Teile gering zu halten, wird eine'Anordnung mit einem ortsfest verbleibenden Prägeexzenter bevorzugt. Die PrägekraftwLrd in diesem Falle indirekt über eine mitfahrende Zwischenplatte auf die Prägeplättchen übertragen.
Werkstücke, deren Größe außerhalb des Bewegungsbereichs eines solchen Prägeaggregats mit zwei Bewegungsachsen liegt, können erfindungsgemäß in einer Prägemaschine gemäß Fig. 6 geprägt werden. Bei dieser wird eine weitere Relativbewegung zwischen dem Prägekopf einschließlich des Prägeexzenters und dem zu prägenden Werkstück durch eine Plattform verwirklicht, die den Prägekopf 210 mit dem Typenrad 54, dem Stössel 88 und den zugehörigen motorischen Elementen trägt. Die Plattform hat die Gestalt eines Portals 212, das sich über einem Werkstück 214 verfahren läßt. Das Portal 212 weist im einzelnen zwei Basisklötze 216 auf, die an Führungsstangen 218 gehaltert sind und durch Zugspindeln 220 bewegt werden; ein Antrieb für die Zugspindeln 220 ist bei 222 dargestellt. Die Basisklötze führen spindelgetrieben eine Bewegung in der Auflageebene des Werkstücks 214 aus, wobei die Bewegungsrichtung mit x bezeichnet ist. Auf den Basisklötzen 216 stehen Träger 224 auf, die einen das Werkstück 214 überspannenden Rahmen 226 tragen. Der Rahmen 226 hat eine Rechteckform und ist aus U-Profilen und Flachteilen zusammengebaut. Er dient als Halterung für weitere Führungsstangen 228 und eine Spindel 230, an denen ein Halteklotz 232 verstellbar aufgehängt ist. Der Halteklotz 232 wird parallel zu der Auflageebene des Werkstücks 214 und quer zu der Laufrichtung der Basisklötze 216 bewegt; die entsprechende Richtung ist in der Abbildung mit y bezeichnet. Der Halteklotz 232 trägt den Prägekopf 210, der an dem Halteklotz 232 in Vertikalrichtung z senkrecht zu den Bewegungsfreiheitsgraden x und y gehaltert ist. Durch Verstellung in Richtung z läßt sich die Position des Prägekopfs 210 verschiedenen Werkstückdicken anpassen. Weiterhin ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Drehfreiheitsgrad des Prägekopfes 210 um die z-Achse vorgesehen, wie durch Pfeil 234 angedeutet. Durch Drehung des Prägekopfes 210 ist es möglich, die Orientierung der geprägten Lettern auf dem Werkstück 214 zu variieren. Mit verschiedener Orientierung geprägte Texte sind bei 236 angedeutet.
Zu ihrer Erstellung wird zunächst der ganze Prägekopf in eine entsprechende Beschriftungsposition gefahren. Während dieses von dem Portal ausgeführten Positioniervorgangs wird der gesamte Prägekopf vor dem Werkstück abgehoben und nur zum Prägen selbst zu dem vlerkstück hin abgesenkt. Der Prägevorschub in Zeilen- und Spaltenrichtung während des Prägens erfolgt über die zwei translatorischen Freiheitsgrade des Prägekopfes, ohne daß eine Portalbewegung stattfände. Wegen der geringen zu bewegenden Masse ist so ein schnelles Prägen möglich; Bewegungen des ganzen Portals werden dagegen nur für das Anfahren der Beschriftungspositionen benötigt.
Die erfindungsgemäße Anordnung nach Fig. 6 findet bei großen Werkstücken Verwendung, bei denen eine gesteuerte Bewegung des ganzen Prägekopfes 210 praktikabler ist als eine Schlittenführung kleiner Werkstücke. Ein Anwendungsfall liegt in der Flugzeugindustrie, wo jedes Teil vor der Bearbeitung auf spanabhebenden Maschinen mit einer geprägten Kennzeichnung versehen werden muß. Weitere Anwendungen liegen auch in der Stahlindustrie, in der Rohrfertigung o. ä. Die Verwendung eines Typenrades 54 gemäß der Erfindung hat dabei den Vorteil, daß der Prägevorgang Zeichen für Zeichen abläuft und deshalb viel geringere Prägekräfte ausgeübt werden müssen, als bei einem gleichzeitigen Prägen mehrerer Zeichen. Das Portal 212, das ja die gesamten Prägekräfte abstützen muß, kann deshalb relativ leicht und materialsparend gebaut werden. Durch die auftretenden geringeren Prägekräfte wird auch das Werkstück 214 weniger stark deformiert, was in anwendungstechnischer Hinsicht sehr große Vorteile mit sich bringt. Mit dem Typenrad 54 gemäß der Erfindung werden weiterhin bislang unerreichte Prägegeschwindigkeiten erzielt. Nicht zuletzt ist die Anordnung gemäß der Erfindung auch deshalb so interessant, weil sie voll rechnergesteuert betrieben werden kann und sich somit für einen hohen Automationsgrad eignet.
Zusammenfassend besteht also die Erfindung in der Verwendung eines Typenrades zum Prägen von Werkstücken. Die Typen des Typenrades werden einzeln an die zu prägende, in der Regel aus Metall bestehende Fläche angedrückt, wobei vorzugsweise ein Prägeexzenter die Andruckkraft liefert. Für bestimmte Anwendungen kann man aber auch den Prägeexzenter durch eine hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einrichtung ersetzen. Für das Prägen von Typenschildern, die exemplarisch für kleinere Werkstücke stehen, werden diese in eirerTypenschildermaschine relativ zu einem das Typenrad enthaltenden Prägekopf verfahren, der beim Prägen aufeinanderfolgender Zeichen an ein und derselben Stelle verbleibt. Für den Zeilen- und Spaltenvorschub beim Prägen wird also das Typenschild o.ä. kleineres Wertstück bewegt. Bei größeren zu prägenden Teilen wird dagegen eine Anordnung bevorzugt, bei der der Prägekopf im Rahmen des erforderlichen Zeilen-und Spaltenvorschubs über dem Werkstück hin- und herfährt. Das zu prägende Werkstück bleibt während des Prägens ortsfest, und über die Fläche der zu prägenden Kennzeichnung besteht eine schnelle Vorschubmöglichkeit des Prägekopfes.
Für. große zu prägende Teile kommt schließlich erfindungsgemäß ein weiterer Bewegungsmechanismus, insbesondere in Gestalt eines Portals zur Anwendung, der den gesamten Prägekopf um Strecken versetzt, die die Ausdehnung der beim Prägen erfaßten Fläche erheblich übersteigen können. Dieser Bewegungsmechanismus ist für die Dauer des eigentlichen Prägens in Zeilen und Spalten ausser Betrieb, letzteres erfolgt wie zuvor angegeben durch den für das Prägen aufeinanderfolgender Zeichen verfahrbaren Prägekopf. In allen genannten Anwendungsfällen kann schließlich ein abgekröpftes Typenrad zum Einsatz kommen, wenn es die Werkstückgeometrie verlangt.

Claims

1. Maschine zum Prägen von Typenkennzeichnungen auf Werkstücken, und insbesondere von Typenschildern, mit einer Halteeinrichtung für das Werkstück, mit einem steuerbaren Prägekopf und mit einer steuerbaren Antriebseinrichtung zur Erzeugung vorgegebener Relativbewegungen zwischen Halteeinrichtung und Prägekopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägekopf (21o) ein Typenrad (54), das mittels einer Positioniereinrichtung verstellbar ist und an Federelementen (84, 2o4) Typen bzw. Prägeplättchen (86) trägt, sowie einen auf die Plättchenrückseite arbeitenden, steuerbaren (loo - 106) Stössel (88) aufweist, und die Antriebseinrichtung eine Relativbewegung zwischen Halteeinrichtung und Prägekopf (21o) zumindest in zwei zueinander senkrechten Richtungen ermöglicht.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung einen in einer ersten Koordinatenrichtung durch einen steuerbaren ersten Antrieb (38) verfahrbaren Schlitten (20) und von diesem getragene Rollensätze (42,46) aufweist, die mit der Oberseite bzw. Unterseite eines zu prägenden Werkstücks zusammenarbeiten, deren Drehachsen parallel zur ersten Koordinatenrichtung verlaufen und welche synchron durch einen zweiten Antrieb (132) in Drehung versetzbar sind.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer (46) der beiden Rollensätze (44,46) zu beiden Seiten der Bahn des Typenrades (54) angeordnet und im Bereich des Typenrades (54) durch Niederhalter ersetzt ist, während sich der andere (42) der Rollensätze (42, 46) über die gesamte Länge des Schlittens (2o) erstreckt.

4. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stössel (88) einseitig oder beidseitig wirkt und die mit der Bahn eines einseitig wirkenden Stössels (88) fluchtenden, mit der Rückseite des Typenschildes (90) zusammenarbeitenden Rollen (42) durch eine Auflageleiste (92) ersetzt sind.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (42,46) in Gruppen auf unter Abstand angeordneten Wellen (40,44) angeordnet sind, wobei die Rollen benachbarter Wellen um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt sind und zwischeneinander greifen.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Rollen (42,46) eines Satzes aus elastisch nachgiebigem Material gefertigt sind.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stössel (88) durch einen steuerbaren Prägeantrieb (1₀4,1₀6) über eine exzentrisch angeordnete Nocke (loo) angetrieben wird.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocke (loo) durch einen Motor ständig umlaufend angetrieben wird, und eine Signalgabe an die Positioniereinrichtung erfolgt, die die Positionierung des Typenrads (54) der Stellung des Stößels (88) entsprechend durchführt.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Nocke (loo) über einen Geber oder Initiator abgefragt wird, und das Typenrad (54), wenn nicht geprägt wird, in einer Leerstellung steht, aus der eine Positionierung in die Druckstellung dann und nur dann erfolgt, wenn sich der Stößel (88) im Abstand von dem Typenrad (54) befindet.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Typenrad (54) über einen Riementrieb (72 - 76) von einem Antriebsmotor (78) in Drehung versetzt wird und der das Typenrad (54) tragenden Welle (56) ein Winkelgeber (7o) zugeordnet ist.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Direktantrieb des Typenrades (54) mit einem Positionierantrieb, mit dessen Welle das Typenrad (54) verbunden ist.

12. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (2₀4) des Typenrads (54) um einen Winkel α konisch abgekröpft und die Welle (56) des Typenrads (54) gegenüber der Bewegungsrichtung des Stössels (88) um (180°-α) geneigt ist.

13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die rechteckigen Prägeplättchen (86) an Federarmen (84) befestigt und dabei mit ihrer Längsachse senkrecht auf der Achse des zugehörigen Federarms (84) ausgerichtet sind.

14. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägekopf (21o) mit zwei zueinander senkrechten Bewegungsachsen ausgerüstet ist, vermittels derer er sich über dem zu prägenden Werkstück verfahren läßt.

15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägeexzenter ortsfest angeordnet ist und die Prägekraft über eine mit dem Prägekopf mitfahrende Zwischenplatte auf die Prägeplättchen übertragen wird.

16. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägekopf (21o) mit dem Typenrad (54), dem Stössel (88) und zugehörigen motorischen Elementen auf einer verstellbaren Plattform montiert sind.

17. Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform senkrecht zur Auflageebene des Werkstücks (214) verstellbar ist.

18. Maschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform in zwei zueinander senkrechten Richtungen parallel zu der Auflageebene des Werkstücks (214) verstellbar ist.

19. Maschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägekopf (21o) auf der Plattform in vorwählbare Winkelstellungen verdrehbar gehaltert ist.

20. Maschine nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform die Gestalt einer ebenen Prägekopfplatte (62) hat, die auf Führungsstangen (64) und Gewindespindeln (66) läuft.

21. Maschine nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform die Gestalt eines Portals (212) hat, daß zwei auf Führungsstangen (218) gehalterte und durch Zugspindeln (22o) parallel zu der Auflageebene des Werkstücks (214) bewegbare Basisklötze (216) aufweist, auf denen Träger (224) abgestützt sind, die einen die Auflageebene überspannenden Rahmen (226) halten, und an dem Rahmen (226) auf Führungsstangen (228) ein Halteklotz (232) durch eine Spindel (23o) parallel zu der Auflageebene des Werkstücks und quer zu der Laufrichtung der Basisklötze (216) bewegbar angeordnet ist, an dem der Prägekopf (21o) um eine Achse senkrecht zu der Auflageebene des Werkstücks (214) drehbar aufgehängt ist.

22. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Translations- und Drehbewegungen ausführenden Antriebsmotoren (38, 78, 132, 222) Positionierantriebe sind.

23. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch eine in der Bahn der Werkstücke (90, 214) vor dem Rand des Typenrades (54) angeordnete Lichtschranke (108, 110).

24. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 23, die mit einem Magazin für ungeprägte Werkstücke und mit einer Einrichtung zum Abgeben einzelner Werkstücke aus dem Magazin versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (116) lösbar unter Mitwirkung von Positioniermitteln (114) am Schlitten (20) so befestigt ist, daß das eine Ende der Abgabeöffnung mit einem seitlichen Längsholm (26) des Schlittens (2₀) fluchtet.

25. Maschine nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem zweiten Ende der Abgabeöffnung zugeordnete Führungslippe (13o) des Magazines sich bis zu den ersten Rollen des Schlittens (20) hin erstreckt.

26. Verwendung eines Typenrades zum Prägen von Werkstücken. wobei die Typen einzeln an die zu prägende vorzugsweise metallische Fläche angedrückt werden.

27. Verwendung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägekraft von einem Prägeexzenter oder einer hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Einrichtung aufgebracht wird.

28. Verwendung eines Typenrades nach Anspruch 26 oder 27, für Typenschildermaschinen, wobei das zu prägende Typenschild relativ zu dem Typenrad durch die Maschine hindurchgefahren wird.

29. Verwendung eines Typenrades nach Anspruch 26 oder 27, zum Prägen größerer Werkstücke, wobei ein das Typenrad enthaltender Prägekopf für das Prägen aufeinanderfolgender Zeichen relativ zu dem Werkstück verfahren wird.

30. Verwendung eines Typenrades nach einem der Ansprüche 26, 27 oder 29, zum Prägen sehr großer Werkstücke, wobei ein für das Prägen aufeinanderfolgender Zeichen verfahrbarer Prägekopf seinerseits an einem Portal über größere Strecken versetz-bar angeordnet ist.

31. Verwendung eines abgekröpften Typenrades nach einem der Ansprüche 26 bis 30, wenn es die Werkstückgeometrie verlangt.