EP0091579B1

EP0091579B1 - Maschine zum Prägen von Typenkennzeichnungen

Info

Publication number: EP0091579B1
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: 1989-07-26
Also published as: ATE44911T1; MX158858A; EP0091579A3; EP0091579A2; DE3213233A1; DE3380252D1; DE3213233C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Prägemaschine zum Einprägen von Zeichen in Werkstücke, mit einem Prägekopf, der ein motorisch angetriebenes und dreheinstellbares Typenrad mit von Federarmen auf einem Umfangskreis getragenen Typen und mindestens einer Leerstelle auf dem Umfangskreis sowie einen auf die Typenrückseite einwirkenden Stößel aufweist, dem ein einen Exzenternocken enthaltender motorischer Antrieb zugeordnet ist, wobei die Dreheinstellung des Typenrades und die Stößeleinwirkung zeitlich aufeinander abgestimmt sind.
Eine derartige Prägemaschine ist in der US-A-3 726 380 beschrieben. Diese bekannte Prägemaschine wird ähnlich wie eine Schreibmaschine mittels eines Tastenfeldes von Hand bedient. Beim Niederdrücken einer einer bestimmten Type zugeordneten Taste wird das rotierende, über eine Reibkupplung mit einer ununterbrochen mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Antriebswelle verbundene Typenrad durch einen Anschlag und einen Rasthebel in der jeweiligen Drehstellung festgehalten, in der sich die gewünschte Type in Prägeposition befindet. Gleichzeitig wird über einen beim Anhalten des Typenrades betätigten Kupplungshebel eine Steuerkupplung eingerückt, die zwischen einer über ein Kegelradgetriebe drehfest mit der Antriebswelle des Typenrades verbundenen und zusammen mit dieser von einem gemeinsamen Motor angetriebenen weiteren Antriebswelle und einer einen Satz Steuerkurven, von denen eine den dem Stößel zugeordneten Steuernocken bildet, tragenden Steuerwelle angeordnet ist. Bei eingerückter Steuerkupplung wird dann über die betreffende Steuerkurve und ein zwischengeschaltetes Hebelgestänge der Stößel betätigt. Nach jedem Prägevorgang rückt die Steuerkupplung aus, so daß der Satz Steuerkurven stillsteht, und das Typenrad kommt frei, so daß es wieder rotiert, bis die nächste Taste gedrückt wird.
Wird eine Prägemaschine für das Einprägen von Kennzeichnungen in seriengefertigte Werkstücke, die also in großen Stückzahlen anfallen und regelmäßig aus Metall bestehen, eingesetzt, ist im Gegensatz zur Anordnung nach der US-A-3 726 380 eine rechnergesteuerte Prägemaschine wünschenswert. Hierfür sind bisher automatisierte Prägemaschinen mit einem Prägekopf vorgesehen, der in koaxialer Anordnung nebeneinander mehrere scheibenförmige Prägeräder enthält, auf deren Umfang jeweils ein Satz von Typen angeordnet ist. Durch Drehen der Prägeräder, was rechnergesteuert erfolgen kann, läßt sich die jeweils einzuprägende Kennzeichnung oder Information insgesamt einstellen. Diese wird dann durch Nach-unten-Bewegen des Prägekopfes am jeweiligen Werkstück eingeprägt. Bei dieser Serienprägung müssen demgemäß andauernd verhältnismäßig große Massen beschleunigt werden. Dazuhin muß der Prägekopf bei jeder Prägung auf eine so hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden, daß eine für das gleichzeitige Einprägen der die Kennzeichnung bildenden Typen ausreichende Prägekraft erreicht wird. Dies wirkt sich nachteilig auf die Prägefrequenz und somit auf den Ausstoß der Maschine aus und führt zu erheblichen mechanischen Belastungen der Maschine.
Überträgt man den auf Grund des zuletzt geschilderten Standes der Technik an sich bekannten Gedanken eines rechnergesteuerten Betriebs auf die Prägemaschine nach der US-A-3 726 380, würden die Tasten nicht von Hand bedient, sondern entsprechend angesteuert werden. Wegen der Verwendung des Typenrades, mit dessen Hilfe das Prägebild auf das Werkstück nicht auf einmal, sondern fortlaufend aufgeschrieben wird, würde zwar eine Prägebewegung des Prägekopfes entfallen und die bewegte Masse insoweit kleiner werden. Nach wie vor wäre die Prägefrequenz jedoch verhältnismäßig niedrig. Dies ist vor allem auf die vom Typenrad aus andauernd betätigte Steuerkupplung zurückzuführen, so daß bei jedem einzelnen Prägevorgang die Steuerkupplung bewegt und die zugehörige weitere Antriebswelle, die Steuerkurven sowie das die Prägekraft übertragende Hebelgestänge beschleunigt und angehalten werden müssen, was eine beträchtliche Zeit erfordert und im übrigen auch die Maschine belastet. Hinsichtlich der Prägegeschwindigkeit wirkt sich außerdem nachteilig aus, daß das Typenrad zwischen zwei Prägevorgängen einen Drehwinkel von bis zu 360° zurücklegen muß und daß die Drehdauer vom zurückgelegten Winkel abhängt. Dies ist auf die fortlaufend gleichsinnig rotierende Antriebswelle des Typenrades zurückzuführen, die vom gleichen Antriebsmotor aus angetrieben wird wie die dem Satz Steuerkurven zugeordnete weitere Antriebswelle.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Prägemaschine mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, die für einen automatisierbaren Betrieb mit einer großen Prägefrequenz geeignet ist, wobei die Maschinenbelastung möglichst niedrig sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dem Stößel (88) zugeordnete Antriebsmotor den Exzenternocken zu einer ununterbrochenen umlaufenden Bewegung antreibt, wobei der Exzenternocken am Stößel angreift und den Prägetakt vorgibt, und daß der Antrieb des Typenrades gesondert vom Antriebsmotor durch einen Motor erfolgt, wobei das Typenrad im Takt der Exzenternockenbewegung gesteuert dreheingestellt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Prägemaschine läuft also der Exzenternocken andauernd um, so daß stößelseitig im wesentlichen nur der Stößel als zu beschleunigende Masse vorhanden ist. Daher läßt sich ohne besondere Maschinenbelastung eine sehr große Frequenz der Stößelbewegung erreichen. Im Takt der Exzenternocken- und Stößelbewegung wird das Typenrad durch den Rechner gesteuert, wozu ein zweiter Antriebsmotor vorgesehen ist, so daß man den Typenradantrieb so ansteuern kann, daß sich das Typenrad entweder nach links oder nach rechts in die nächste Prägeposition bewegt, was einen maximalen Drehwinkel von nur 180° bedeutet. Die Unabhängigkeit der beiden Antriebe bringt dabei außerdem mit sich, daß man trotz des stets gleich schnell umlaufenden Exzenternockens die Drehgeschwindigkeit des Typenrades in Abhängigkeit vom Drehwinkel zwischen den aufeinanderfolgenden Drehpositionen so rechnergesteuert variieren kann, daß die Drehzeit praktisch konstant und kürzer als die Umlaufzeit des Exzenternockens ist.
Ferner entfallen wegen des Angriffs des Exzenternockens am Stößel mechanische Kraftübertragungsglieder wie das bei der Prägemaschine nach der US-A-3 726 380 vorhandene Hebelgestänge, so daß der bauliche Aufwand gering ist.
Bei alledem ist die vom Exzenternocken auf den Stößel übertragene Kraft groß, so daß die jeweilige Type sicher auch in Metall eingeprägt wird.
Durch die geeignet gewählte Steuerung wird jeweils in der Zeit, in der der Stößel seinen Rückhub ausführt, das Typenrad gedreht, so daß beim nachfolgenden Vorfahren des Stößels die als nächste zu prägende Type zwischen Stößel und Werkstück liegt. Damit man trotz der aus den geschilderten Gründen ununterbrochenen Stößelbewegung auf dem Werkstück an den Stellen, wo keine Einprägung erfolgen soll, nicht ebenfalls ein Typenabbild erhält, weist das Typenrad die schon eingangs erwähnte mindestens eine Leerstelle auf. Diese wird immer dann in die Prägestellung gedreht, wenn keine Prägung gewünscht ist.
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 11-11;
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 20 angeformt sind. Traversen 28, 30, 32 verbinden die Längsholme 26 miteinander.
Zur Verstellung des Schlittens 20 in Längsrichtung der Achse 16 bzw. der Gewindespindel 18 ist auf der letzteren ein Zahnrad 34 angeordnet, welches mit dem Abtriebsritzel 36 eines Positionierantriebs 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 Schultern 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 erfaßf ist. Bei diesem Prägevorgang ist das Typenschild 90 durch eine Auflageleiste 92 abgestützt, die unter der vom Stößel 88 beim Verschieben des Schlittens 20 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 Signalgabe 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 Magazinraumes, 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.
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 90 geprägt werden kann, wobei dieses zugleich an seiner Längskante an dem in Fig. 2 hinten liegenden Längsholm 26 des Schlittens 20 geführt ist.
Man erkennt ferner, daß durch einfaches Auswechseln des Magazines 116 und Eingabe einer neuen Typenschildart am Tastenfeld 140 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 10 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. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Typenrad 54 ist auf einer Welle 56 angebracht, die in einem Tragprofil 200 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 a einschließt. Der kantennahe Bereich des Randes 204 ist 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 (180°-a) geneigt. Man erkennt, daß auf diese Art eine extrem platzsparende Anordnung des Typenrades 54 erzielt wird, was ein Prägen 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 über einen zwischengeschalteten Stempel 208 auf die Prägeplättchen 86 einwirken kann. 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.
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 Zugspindein 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 Werkstück 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 einer Typenschildermaschine 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 Werkstück 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. Prägemaschine zum Einprägen von Zeichen in Werkstücke, mit einem Prägekopf, der ein motorisch angetriebenes und dreheinstellbares Typenrad (54) mit von Federarmen (84) auf einem Umfangskreis getragenen Typen (86) und mindestens einer Leerstelle (L) auf dem Umfangskreis sowie einen auf die Typenrückseite einwirkenden Stößel (88) aufweist, dem ein einen Exzenternocken (100) enthaltender motorischer Antrieb (106) zugeordnet ist, wobei die Dreheinstellung des Typenrades (54) und die Stößeleinwirkung zeitlich aufeinander abgestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Stößel (88) zugeordnete Antriebsmotor (106) den Exzenternocken (100) zu einer ununterbrochenen umlaufenden Bewegung antreibt, wobei der Exzenternocken (100) am Stößel (88) angreift und den Prägetakt vorgibt, und daß der Antrieb des Typenrades (54) gesondert vom Antriebsmotor (106) durch einen Motor (78) erfolgt, wobei das Typenrad (54) im Takt der Exzenternokkenbewegung gesteuert dreheingestellt wird.

2. Prägemaschine nach Anspruch 1, bei der Werkstücke wie Typenschilder von einer Zufuhrseite zu einer dieser entgegengesetzten Entnahmeseite durch die Maschine am Typenrad (54) vorbei transportiert und dabei von einer Halteeinrichtung gehalten werden, die einen durch einen ersten steuerbaren Antrieb (38) in einer ersten Koordinatenrichtung verfahrbaren Schlitten (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (20) einen unteren Rollensatz (42) und einen oberen Rollensatz (46) trägt, deren Drehachsen parallel zur ersten Koordinatenrichtung verlaufen und die synchron durch einen zweiten steuerbaren Antrieb (132) antreibbar sind, so daß das zwischen den beiden Rollensätzen (42, 46) gehaltene Werkstück in rechtwinkelig zur ersten Koordinatenrichtung verlaufender Transportrichtung verfahrbar ist, wobei im Bereich des Typenrades (54) der obere Rollensatz (46) unterbrochen ist und der untere Rollensatz (42) an der Stelle des Stößels (88) eine beim Prägen das Werkstück abstützende, in der ersten Koordinatenrichtung verlaufende Auflageleiste (92) enthält.

3. Prägemaschine nach Anspruch 2, 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.

4. Prägemaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Rollen (42, 46) eines Rollensatzes aus elastisch nachgiebigem Material bestehen.

5. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Typen (86) tragende Randbereich (204) des Typenrades (54) um einen Winkel (u) konisch abgewinkelt und die Welle (56) des Typenrades (54) gegenüber der Bewegungsrichtung des Stößels (88) einen Winkel von (180°-u) geneigt ist.

6. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Typenrad (54), der Stößel (88) und die zugehörigen Antriebselemente von einem Prägekopf (210) getragen werden.

7. Prägemaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägekopf (210) mit zwei zueinander senkrechten Bewegungsachsen ausgerüstet ist, vermittels derer er sich über dem zu prägenden Werkstück verfahren läßt.

8. Prägemaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägekopf (210) auf einer verstellbaren Plattform montiert ist.

9. Prägemaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform senkrecht zur Auflageebene des Werkstücks (214) verstellbar ist.

10. Prägemaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform in zwei zueinander senkrechten Richtungen parallel zu der Auflageebene des Werkstücks (214) verstellbar ist.

11. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägekopf (210) auf der Plattform in vorwählbaren Winkelstellungen verdrehbar gehaltert ist.

12. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform die Gestalt einer ebenen Prägekopfplatte (62) hat, die auf Führungsstangen (64) und Gewindespindeln (66) läuft.

13. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform die Gestalt eines Portals (212) hat, das zwei auf Führungsstangen (218) gehalterte und durch Zugspindeln (220) 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 (230) parallel zu der Auflageebene des Werkstücks und quer zu der Laufrichtung der Basisklötze (216) bewegbar angeordnet ist, an dem der Prägekopf (210) um eine Achse senkrecht zu der Auflageebene des Werkstücks (214) drehbar aufgehängt ist.

14. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine in der Bahn der Werkstücke (90, 214) vor dem Rand des Typenrades (54) angeordnete Lichtschranke (108, 110).

15. Prägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die mit einem Magazin für ungeprägte Werkstücke aus 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.

16. Prägemaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem zweiten Ende der Abgabeöffnung zugeordnete Führungslippe (130) des Magazins sich bis zu den ersten Rollen des Schlittens (20) hin erstreckt.