EP0536860A1 - Prägevorrichtung - Google Patents

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EP0536860A1
EP0536860A1 EP92250279A EP92250279A EP0536860A1 EP 0536860 A1 EP0536860 A1 EP 0536860A1 EP 92250279 A EP92250279 A EP 92250279A EP 92250279 A EP92250279 A EP 92250279A EP 0536860 A1 EP0536860 A1 EP 0536860A1
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EP
European Patent Office
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embossing
wheel
spokes
embossing device
chambers
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EP92250279A
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Mahmoud Al-Obaidi
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Gerhard Flemming & Hermann Pehrsson GmbH
Original Assignee
Gerhard Flemming & Hermann Pehrsson GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/0076—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins having a series of embossing tools each of which can be brought into working position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/02—Dies; Accessories
    • B44B5/026—Dies

Definitions

  • the invention relates to an embossing device of the type specified in the preamble of claim 1.
  • Embossing devices with type wheels which have permanently mounted embossing elements (types).
  • An example EP-A-0 091 579 can be found for such a device.
  • these have the disadvantage that if a type is damaged or lost, it is necessary to procure a relatively expensive part again. Conversion to changed character combinations is also not possible.
  • a common disadvantage of these embossing devices is that the working speed is relatively limited because the stamping accuracy decreases at higher speeds.
  • the invention specified in the characterizing part of claim 1 is based on the object of specifying an embossing device of the type mentioned in the introduction, in which an exact positioning of the types with respect to the workpiece is ensured even at high working speeds.
  • the invention is based on the knowledge that the inaccuracies to be observed in the previous embossing devices have their cause in spinning movements of the embossing element fastened to an elastic spoke.
  • the embossing element has a relatively large weight to achieve a high stability. Since, on the one hand, relatively high accelerations are necessary at high working speeds and, on the other hand, the suspension of the embossing elements must be sufficiently elastic to accommodate the working stroke, the embossing elements do not have enough time at high working speed after braking to return to their rest position.
  • the measures according to the invention ensure, via an additional guide, that the types can only migrate insignificantly from their rest and embossing positions in the tangential direction. This ensures embossing with high precision.
  • the embossing elements are cylindrical, the chambers forming corresponding hollow cylindrical recesses in which the embossing elements slide to carry out the embossing stroke.
  • the hollow cylindrical recesses of the chambers are open towards the bottom and lid and thus passages for form the character shape to be embossed or the plunger pushing down the embossing element, neither the embossing process nor the access of the plunger to the rear surface of the embossing element is impeded.
  • the radially forming recesses are connected to the recesses forming the chambers, which receive the spoke when the embossing element is depressed for embossing.
  • the spokes are angled and open parallel to the axis of the embossing wheel.
  • the individual types together with their spokes can be easily replaced and are precisely positioned through holes in the embossing wheel, the ends of the embossing wheel being inserted into these holes parallel to the axis of the embossing wheel.
  • the inner ends of the spokes are secured against sliding out and twisting by means of a tension disk which presses the inner ends of the spokes against a radially directed stop surface of the embossing wheel.
  • the tensioning disk is advantageously screwed to the hub of the embossing wheel.
  • the embossing wheel consists of a light metal such as aluminum or titanium and, in the former case, is preferably provided with a coating of titanium, which increases the resistance of the surface.
  • the embossing wheel shown in FIG. 1 belongs to an embossing device of the type that corresponds in principle to the embossing device shown by the same applicant in European Patent Application EP-A-0 091 579.
  • the embossing wheel is positioned one after the other in such a way that the individual embossing element (type) is above the workpiece in the position to be embossed.
  • An anvil approaches the embossing element from its rear surface and presses the symbol present on the embossing element in mirror image into the material surface of the workpiece.
  • the characters to be embossed on embossing elements 2 are connected to a hub 4 of the embossing wheel by means of radial elastic spokes 3.
  • the embossing elements are guided in chambers 5 of the embossing wheel at least in the tangential direction.
  • the embossing element is mainly used during the braking process supported laterally so that it cannot move out of the position which is predetermined by the positioning of the embossing wheel.
  • the embossing elements 2 are cylindrical and the chambers 5 form corresponding hollow cylindrical recesses in which the embossing elements slide.
  • the hollow cylinders have a slight oversize, so that the types can be moved without significant friction.
  • the hollow cylindrical recesses of the chambers are open towards the bottom and lid and thus form passages for the character shape to be embossed or the plunger which presses down the embossing element.
  • the radially formed recesses 5 are followed by further radially directed recesses 6 which receive the spoke when the embossing element is depressed for embossing.
  • the spokes have an additional lateral guide and there is a space for actuating the types via the elastic spokes 3 radially inserted into them, which are firmly clamped at their other end to the hub 4 of the embossing wheel.
  • the spokes 3 are angled and open in one area 7 parallel to the axis of the embossing wheel. The ends of the angled ends of the spokes are inserted into bores 8 directed parallel to the axis of the embossing wheel.
  • the inner ends of the spokes are secured against sliding out and twisting by means of a tension disk 9 which presses the inner ends of the spokes against a radially directed stop surface 11 of the embossing wheel.
  • the tensioning disk maintains a distance from the stop surface which corresponds approximately to the spoke diameter, the tensioning disk being screwed to the hub of the embossing wheel.
  • the embossing wheel consists of a light metal such as aluminum or titanium, so that the inertial forces that occur are low. To further reduce the mass, the wheel has essentially circular recesses with a diameter, which leave webs between the edge supporting the chambers and the hub, which have sufficient strength and rigidity to form a rigid connection which prevents a deformation which impairs the setting accuracy.
  • the embossing wheel has a coating of titanium a few ⁇ thick.
  • An eccentric bore 12 in the vicinity of the central axial bore 13 serves for the angularly accurate transmission of the shaft position when the stamping wheel is positioned.
  • the embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiment specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different types.

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Abstract

Prägevorrichtung mit einem Prägerad (1), bei dem die zu prägenden Zeichen aufweisenden Prägelemente (2) mittels strahlenförmiger elastischer Speichen (3) mit einer Nabe (4) des Prägerads (1) verbunden sind, wobei die Prägeelemente (2) in Kammern (5) des Prägerads (1) mindestens in tangentialer Richtung geführt sind. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Prägevorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
  • Es sind Prägevorrichtungen mit Typenrädern bekannt, die fest montierte Prägeelemente (Typen) aufweisen. Ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung ist der EP-A-0 091 579 zu entnehmen. Diese haben jedoch den Nachteil, daß bereits bei Beschädigung oder Verlust einer Type eine Neubeschaffung eines relativ kostspieligen Teils notwendig wird. Auch ist eine Umrüstung auf veränderte Zeichenkombinationen nicht möglich.
  • Weiterhin sind aus verschiedenen Veröffentlichungen Prägevorrichtungen mit Typenrädern bekannt, welche auswechselbare Prägeelemente (Typen) aufweisen.
  • Derartige Prägevorrichtungen sind aus der US 2 284 076 oder der EP-A-0 313 509 bekannt.
  • Gemeinsamer Nachteil dieser Prägevorrichtungen ist, daß die Arbeitsgeschwindigkeit relativ begrenzt ist, da bei höheren Geschwindigkeiten die Prägegenauigkeit nachläßt.
  • Der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prägevorrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei der auch bei großen Arbeitsgeschwindigkeiten eine genaue Positionierung der Typen in Bezug auf das Werkstück sichergestellt ist.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die bei den bisherigen Prägevorrichtungen zu beobachtenden Ungenauigkeiten ihre Ursache in Schleuderbewegungen des an einer elastischen Speiche befestigten Prägeelements haben. Gerade bei Werkzeugen, die für Prägungen in Metall vorgesehen sind, hat das Prägeelement zur Erzielung einer großen Standfestigkeit ein verhältnismäßig großes Gewicht. Da einerseits bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten verhältnismäßig große Beschleunigungen notwendig sind und andererseits die Aufhängung der Prägeelemente für die Aufnahme des Arbeitshubs genügend elastisch sein muß, haben die Prägeelemente bei großer Arbeitsgeschwindigkeit nach dem Abbremsen nicht genügend Zeit, um in ihre Ruhelage zurückzugelangen. Die Typen "schleudern" und geben damit ein unruhiges Schriftbild.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist über eine zusätzliche Führung sichergestellt, daß die Typen in tangentialer Richtung nur unwesentlich aus ihrer Ruhe- und Prägeposition auswandern können. Damit sind Prägungen mit hoher Präzision sichergestellt.
  • Obgleich bei Typenrädern der vorliegenden Gattung zur Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit jegliche Massen - inbesondere mit zunehmendem Abstand von der Drehachse - möglichst gering gehalten wurden, trägt bei der Lösung nach der Erfindung gerade eine Vergrößerung der Masse des Rades zu einer wesentlichen Heraufsetzung der Arbeitsgeschwindigkeit bei.
  • Insbesondere sind die Prägeelemente zylindrisch ausgebildet, wobei die Kammern entsprechende hohlzylindrische Ausnehmungen bilden, in denen die Prägeelemente zur Ausführung des Prägehubs gleiten.
  • Wenn die hohlzylindrischen Ausnehmungen der Kammern zum Boden und Deckel hin offen sind und damit Durchlässe für die zu prägende Zeichenform bzw. den das Prägelement niederdrückenden Stößel bilden, ist weder der Prägevorgang noch der Zugriff des Stößels zur rückwärtigen Fläche des Prägeelements behindert.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung schließen an der die Speichen aufweisenden Seite des Prägerads an die die Kammern bildenden Ausnehmungen weitere radial gerichtete Ausnehmungen an, welche bei zum Prägen niedergedrücktem Prägeelement die Speiche aufnehmen.
  • Insbesondere sind die Speichen abgewinkelt und münden parallel zur Achse des Prägerads in dieses ein. Auf diese Weise lassen sich die einzelnen Typen mitsamt ihren Speichen leicht ersetzen und sind durch Bohrungen des Prägerads exakt positioniert, wobei die Enden des Prägerads in diese parallel zur Achse des Prägerads gerichtete Bohrungen eingesteckt sind.
  • Im Betrieb sind die inneren Enden der Speichen gegen Herausgleiten und Verdrehen mittels einer Spannscheibe gesichert, welche die inneren Speichenenden gegen eine radiale gerichtete Anschlagfläche des Prägerads preßt.
  • Vorteilhafterweise ist dabei die Spannscheibe mit der Nabe des Prägerads verschraubt.
  • Zur Erhaltung einer niedrigen Gesamtmasse besteht das Prägerad aus einem Leichtmetall wie Aluminium oder Titan und ist im erstgenannten Fall bevorzugt mit Beschichtung aus Titan versehen, welche die Widerstandsfähigkeit der Oberfläche erhöht.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • Figur 1 eine Draufsicht auf ein Prägerad entsprechend einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Prägevorrichtung sowie
    • Figur 2 das in Figur 1 dargestellt Prägerad im Schnitt.
  • Das in Figur 1 dargestellte Prägerad gehört zu einer Prägevorrichtung, wie sie prinzipiell der in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 091 579 dargestellten Prägevorrichtung derselben Anmelderin entspricht. Hierbei wird das Prägerad jeweils nacheinander so positioniert, daß das einzelne Prägelement (Type) sich über dem Werkstück in der zu prägenden Position befindet. Ein Amboß nähert sich dem Prägeelement von seiner rückwärtigen Fläche her und preßt das auf dem Prägeelment spiegelbildlich vorhandene Zeichen in die Materialoberfläche des Werkstücks ein.
  • Bei dem in Figur 1 in Draufsicht und in Figur 2 im Schnitt in demontierter Form dargestellten Prägerad 1 sind die die zu prägenden Zeichen auf weisenden Prägelemente 2 mittels strahlenförmiger elastischer Speichen 3 mit einer Nabe 4 des Prägerads verbunden. Zur Vermeidung störender tangentialer Bewegungen des jeweils die nächste Prägung ausführenden Prägelements sind die Prägeelemente in Kammern 5 des Prägerads mindestens in tangentialer Richtung geführt. Dabei wird das Prägeelement hauptsächlich während des Abbremsvorgangs seitlich gestützt, so daß es nicht aus der Position ausweichen kann, welche durch die Positionierung des Prägerads vorgegeben ist. Nur auf diese Weise ist es möglich, die Genauigkeit sich hochschnell einstellender Antriebe auch für die Prägung selbst auszunutzen. Für die Fixierung der Elemente sind verhältnismäßig geringe Kräfte notwendig, da bei Abbrems- und Beschleunigungsbewegungen sich die Typen an die Wandung im Bereich der Wölbung des Zylinders großflächig konturkonform anlegen können, so daß nur eine geringe Flächenpressung entsteht.
  • Die Prägeelemente 2 sind zylindrisch ausgebildet und die Kammern 5 bilden entsprechende hohlzylindrische Ausnehmungen, in denen die Prägeelemente gleiten. Die Hohlzylinder haben dabei ein geringes Übermaß, so daß die Typen ohne wesentliche Reibung darin beweglich sind. Die hohlzylindrischen Ausnehmungen der Kammern sind zum Boden und Deckel hin offen sind und bilden damit Durchlässe für die zu prägende Zeichenform bzw. den das Prägelement niederdrückenden Stößel.
  • An die der die Speichen aufweisenden Seite des Prägerads schließen sich an die die Kammern bildenden Ausnehmungen 5 weitere radial gerichtete Ausnehmungen 6 an, welche bei zum Prägen niedergedrücktem Prägeelement die Speiche aufnehmen. Damit haben die Speichen eine zusätzliche seitliche Führung und es besteht ein Freiraum für das Betätigen der Typen über die radial in diese eingeführten, elastischen Speichen 3, welche an ihrem anderen Ende fest eingespannt mit der Nabe 4 des Prägerads verbunden sind. Die Speichen 3 sind dabei abgewinkelt und münden in einem Bereich 7 parallel zur Achse des Prägerads in dieses ein. Die Enden der abgewinkelten Enden der Speichen sind dabei in parallel zur Achse des Prägerads gerichtete Bohrungen 8 eingesteckt.
  • Die inneren Enden der Speichen sind gegen Herausgleiten und Verdrehen mittels einer Spannscheibe 9 gesichert, welche die inneren Speichenenden gegen eine radiale gerichtete Anschlagfläche 11 des Prägerads preßt. Die Spannscheibe hält dabei eien Abstand von der Anschlagfläche, der in etwa dem Speichendurchmesser entspricht, wobei die Spannscheibe mit der Nabe des Prägerads verschraubt ist.
  • Auf diese Weise sind nach dem Abnehmen der Spannscheibe sämtliche Speichen zugänglich und können ohne weitere Manipulationen herausgenommen oder vertauscht werden. Im Gegensatz zu einer einzelnen Sicherung jeder Speiche durch Verschraubung kann also hier auch ein ganzes Typenrad in verhältnismäßig kurzer Zeit umgestellt werden.
  • Das Prägerad besteht aus einem Leichtmetall wie Aluminium oder Titan, so daß die auftretenden Massenkräfte gering sind. Zur weiteren Masseverringerung weist das Rad im wesentlichen kreisförmige Ausnehmungen mit einem Durchmesser auf, welche zwischen dem die Kammern tragenden Rand und der Nabe Stege stehenlassen, welche eine genügende Festigkeit und Steifigkeit haben, um starre Verbindung zu bilden, welche eine die Einstellgenauigkeit beeinträchtigende Verformung verhindert.
  • Zur Erhöhung der Beständigkeit der Oberfläche, insbesondere gegen Abrieb und im Bereich der Innenseiten der Kammern weist das Prägerad ein einige µ Dicke Beschichtung aus Titan auf.
  • Eine exzentrische Bohrung 12 in der Nähe der zentralen axialen Bohrung 13 dient zur winkelgenauen Übertragung der Wellenstellung bei der Positionierung des Prägerads.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (11)

  1. Prägevorrichtung mit einem Prägerad, bei dem die die zu prägenden Zeichen aufweisenden Prägelemente mittels strahlenförmiger elastischer Speichen mit einer Nabe des Prägerads verbunden sind, für eine Prägevorrichtung zum Prägen von Zeichenfolgen, insbesondere in metallische Werkstoffe,

    dadurch gekennzeichnet,

    daß die Prägeelemente (2) in Kammern (5) des Prägerads (1) mindestens in tangentialer Richtung geführt sind.
  2. Prägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägeelemente (2) zylindrisch ausgebildet sind und die Kammern (5) entsprechende hohlzylindrische Ausnehmungen bilden, in denen die Prägeelemente gleiten.
  3. Prägevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlzylindrischen Ausnehmungen der Kammern (5) zum Boden und Deckel hin offen sind und damit Durchlässe für die zu prägende Zeichenform bzw. den das Prägelement (2) niederdrückenden Stößel bilden.
  4. Prägevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der die Speichen (3) aufweisenden Seite des Prägerads (1) an die die Kammern bildenden Ausnehmungen (5) weitere radial gerichtete Ausnehmungen (6) anschließen, welche bei zum Prägen niedergedrücktem Prägeelement (2) die zugehörige Speiche (3) aufnehmen.
  5. Prägevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (3) vom Prägerad (1) lösbar sind.
  6. Prägevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (3) abgewinkelt sind und parallel zur Achse des Prägerads in dieses einmünden.
  7. Prägevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Prägerads in parallel zur Achse des Prägerads gerichtete Bohrungen (8) eingesteckt sind.
  8. Prägevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Enden der Speichen gegen Herausgleiten und Verdrehen mittels einer Spannscheibe (9) gesichert sind, welche die inneren Speichenenden gegen eine sich radial erstreckende Anschlagfläche (11) des Prägerads preßt.
  9. Prägevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannscheibe (9) im Bereich der Nabe (4) verschraubt ist.
  10. Prägevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff ein Leichtmetall wie Aluminium oder Titan vorgesehen ist.
  11. Prägevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschichtung aus Titan vorgesehen ist.
EP92250279A 1991-10-02 1992-10-02 Prägevorrichtung Expired - Lifetime EP0536860B1 (de)

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DE9112442U DE9112442U1 (de) 1991-10-02 1991-10-02 Prägevorrichtung
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EP0536860A1 true EP0536860A1 (de) 1993-04-14
EP0536860B1 EP0536860B1 (de) 1997-01-22

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DE59207938D1 (de) 1997-03-06
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