EP1480841B1 - Markierungsmaschine für metallurgische erzeugnisse - Google Patents

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EP1480841B1
EP1480841B1 EP03718675A EP03718675A EP1480841B1 EP 1480841 B1 EP1480841 B1 EP 1480841B1 EP 03718675 A EP03718675 A EP 03718675A EP 03718675 A EP03718675 A EP 03718675A EP 1480841 B1 EP1480841 B1 EP 1480841B1
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EP
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striking
marking
spring
marking machine
machine according
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EP03718675A
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Nico Littooij
Daniel Groetzinger
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SMS Concast AG
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Concast AG
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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
    • 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
    • B44B5/0004—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins characterised by the movement of the embossing tool(s), or the movement of the work, during the embossing operation
    • B44B5/0019—Rectilinearly moving embossing tools

Definitions

  • the invention relates to a marking machine for metallurgical products, in particular continuous casting products, with at least one marking punch and a percussion device for driving the marking punch into the product to be marked.
  • Such machines are known to provide metallurgical products, in particular continuous casting products such as billets, slabs and the like, with a marking, which is composed of one or more juxtaposed marks.
  • the stamp provided with the marker is brought into striking position and then hammered into the product to be marked with the aid of the impact device.
  • the aim is to achieve the greatest possible and uniform impact depth and the fastest possible repetition rate of the marking. This also applies in particular to markings with several stamps coming into use one after the other.
  • the impact device is equipped with a hydraulic drive (EP 0094369 A2 ). Because of the required cylinder, valves, connecting lines and other equipment both the overall structure and the overall control is complex. In addition, their relatively slow and less precise operation is disadvantageous.
  • a marking device for raw wood pieces which has a striking device for driving a punch.
  • a firing pin which is provided with a toothed rack, is moved by means of a toothed wheel, thereby tensioning a striking spring. After a disengagement of the gear from the rack, the tension of the striker spring can be transferred to the firing pin and a punch attached to the impact device punch are smashed into the product.
  • This portable light impact device is suitable to attach by means of the stamp an identification example on a tree trunk. For attaching a Sum of identifications by different stamp within a limited time frame, this marking device is not suitable.
  • the invention has for its object to avoid these disadvantages and to provide a marking machine of the type mentioned, the impact device is characterized by a simple and easy to maintain design and a fast, accurate and reliable operation.
  • the inventive spring action of the marking stamp gives this a uniformly high kinetic energy and thus causes a large and uniform impact depth of the marker.
  • the electromotive drive it enables a fast, precise and easily controllable sequence of the individual work steps of the machine, and reliably contributes to ensuring that it can operate faultlessly even in rough operation.
  • the actuating element can be driven by an electric motor, by which the striking spring can be tensioned, then held in the tensioned state, and subsequently controlled in a controlled manner.
  • the striker spring on the firing pin between a stationary support bearing and a support collar of the firing pin is arranged, and actuated by a against the support collar in the clamping direction of the striker spring-pressing cam member.
  • the cam element according to the invention has a cam carrier rotatable by the electric motor and provided with two diametrically arranged cams. This makes it possible to tighten by turning the cam carrier, the striker with the one cam and then relax abruptly.
  • one of the guide bearing is provided as a stationary support bearing the striker.
  • the in the FIGS. 1 to 4 illustrated marking machine has a machine frame 1 with a support housing 2 mounted thereon, in which a percussion device 3 and a punch carrier 4 are installed.
  • the impact device 3 a support frame 5 with a firing pin 6, which is guided axially in two guide bushes 7a, 7b and acted upon by a seated on it striking spring 8. This is installed between a fixed support bearing 9 and provided in the firing pin 6 support collar 10. The support bearing 9 is screwed into the guide bushing 7a. In the support frame 5, a guide element 11 is arranged for the support collar 10 of the firing pin 6.
  • the striking spring 8 can be actuated by an actuating element in the form of a cam element 12, which is formed by a cam carrier 13 with two diametrically arranged cams 14a, 14b.
  • the cam member 12 is driven by an electric motor 15 via a worm gear 16 through which the seated on its output shaft 17 cam carrier 13 is rotatable. Between it and the servo motor 15, a clutch 18 is arranged.
  • the punch carrier 4 a turret 19 with a rotation axis 20 and two guide discs 21 a, 21 b.
  • the axis of rotation 20 is mounted in a housing 23 which is fixed on a support plate 24.
  • the turret 19 carries ring-shaped marking punch 25 with punch pin 26, each having a return spring 27 and a frontal marker 28 and are guided in the guide plates 21 a, 21 b of the turret 19 axially parallel to its axis of rotation 20.
  • the turret 19 can be driven by an electric servomotor 29 via a toothed gear 30 with a toothed rim 31 fastened to the turret 19 and a pinion 33 seated on the drive shaft 32 of the servomotor 29.
  • the impact device 3 and the turret 19 with the marking punches 25 are located first in the in Fig. 3 shown working position in which the to be actuated marking punch 25 assumes the desired impact position relative to the product 34 to be marked.
  • the firing pin 6 is aligned coaxially with the marking die 25.
  • the pressing on the support collar 10 cam 14a holds by means of the servo motor 15, the firing pin 6 in the initial position shown, in which the striking spring 8 is tensioned and the firing pin 6 is slightly removed from the marking punch 25.
  • the cam member 12 is rotated by the servo motor 15 so that the cam 14a pivots out of the support collar 10.
  • the striking spring 8 relaxes abruptly and drives the firing pin 6 in the direction of the product to be marked.
  • the firing pin 6 strikes the marking die 25 and gives it thereby a high kinetic energy, which causes the stamp can strike with a correspondingly high impact force in the product to be marked. This ensures the achievement of the prescribed standard depth.
  • the turret 19 is rotated in advance until the marking stamp with the desired marker in the FIG. 3 has reached impact position shown. Subsequently, the marking process is carried out as described above. Accordingly, markings with several markings are used.
  • the electromotive drive facilitates the programming of the overall control.
  • the impact force of the striking spring 8 is finely adjusted by screwing in or unscrewing the support bearing 9 in the guide bushing 7a.
  • the marking machine described is equipped with the rotatable turret 19 as a punch carrier, so that the individual marking punches 25 can be brought by turning the punch carrier in the desired impact position.
  • a displacement device as a punch carrier, so that in this case the individual punches can be brought into striking position by displacing the punch carrier.
  • a drive motor for the inventive impact device is any electrically powered motor in question, which can hold the striker 8 in the tensioned state, be it for example in conjunction with a suitable holding mechanism, either because he can exercise a corresponding moment in the dormant state.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Markierungsmaschine für metallurgische Erzeugnisse, insbesondere Stranggusserzeugnisse, mit mindestens einem Markierungsstempel sowie einer Schlagvorrichtung zum Einschlagen des Markierungsstempels in das zu markierende Erzeugnis.
  • Derartige Maschinen dienen bekanntlich dazu, metallurgische Erzeugnisse, insbesondere Stranggusserzeugnisse wie Knüppel, Brammen u.ä., mit einer Markierung zu versehen, die sich aus einem oder mehreren aneinandergereihten Markierungszeichen zusammensetzt. Um die Markierung vorzunehmen, wird der mit dem Markierungszeichen versehene Stempel in Schlagstellung gebracht und anschliessend mit Hilfe der Schlagvorrichtung in das zu markierende Erzeugnis eingeschlagen. Hierbei wird eine möglichst grosse und gleichmässige Einschlagtiefe sowie eine möglichst schnelle Wiederholrate der Markierung angestrebt. Dies gilt auch insbesondere für Markierungen mit mehreren nacheinander in Einsatz kommenden Stempeln.
  • Bei den bekannten Markierungsmaschinen der eingangs genannten Art ist die Schlagvorrichtung mit einem hydraulischen Antrieb ausgerüstet ( EP 0094369 A2 ). Wegen der hierfür erforderlichen Zylinder, Ventile, Verbindungsleitungen und sonstiger Ausrüstung ist sowohl der Gesamtaufbau als auch die Gesamtsteuerung aufwendig. Ausserdem ist ihre relativ langsame und wenig präzise Arbeitsweise von Nachteil.
  • Aus US-A-1 743 840 , die den Oberbegriff bildet, ist eine Markierungsvorrichtung für Rohholzstücke bekannt, die eine Schlagvorrichtung zum Einschlagen eines Stempels aufweist. Mittels einer Handkurbel wird über ein Zahnrad ein Schlagbolzen, der mit einer Zahnstange versehen ist bewegt und dabei eine Schlagfeder spannt. Nach einem Auskuppeln des Zahnrades von der Zahnstange kann die Spannkraft der Schlagfeder auf den Schlagbolzen übertragen und ein an der Schlagvorrichtung befestigter Stempel in das Produkt eingeschlagen werden. Diese tragbar leichte Schlagvorrichtung ist geeignet, mittels des Stempels eine Identifikation z.B. an einem Baumstamm anzubringen. Für das Anbringen einer Summe von Identifikationen durch unterschiedliche Stempel innerhalb einer limitierten Zeitvorgabe ist diese Markierungsvorrichtung nicht geeignet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine Markierungsmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Schlagvorrichtung sich durch einen einfachen und wartungsfreundlichen Aufbau sowie eine schnelle, präzise und betriebssichere Arbeitsweise auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Markierungsmachine gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemässe Federbeaufschlagung des Markierungsstempels verleiht diesem eine gleichmässig hohe kinetische Energie und bewirkt somit eine grosse und gleichmässige Einschlagtiefe der Markierung. In Verbindung mit dem elektromotorischen Antrieb ermöglicht sie einen schnellen, präzisen und leicht steuerbaren Ablauf der einzelnen Arbeitsschritte der Maschine, und trägt zuverlässig dazu bei, dass diese auch im rauhen Betrieb fehlerfrei arbeiten kann.
  • Gemäss der Erfindung ist das Betätigungselement mit einem Elektromotor antreibbar, durch welchen die Schlagfeder spannbar ist, dann in gespanntem Zustand haltbar ist, und anschliessend gesteuert entspannbar ist.
  • Zweckmässigerweise ist die Schlagfeder auf dem Schlagbolzen zwischen einem ortsfesten Stützlager und einem Stützbund des Schlagbolzens angeordnet, und durch ein gegen den Stützbund in Spannrichtung der Schlagfeder drückendes Nockenelement betätigbar.
  • Um die Schlagfrequenz der Schlagvorrichtung zu erhöhen, weist das Nokkenelement erfindungsgemäss einen durch den Elektromotor drehbaren Nockenträger auf, der mit zwei diametral angeordneten Nocken versehen ist. Dadurch ist es möglich, durch Drehen des Nockenträgers die Schlagfeder mit dem einen Nocken zu spannen und sie danach schlagartig zu entspannen.
  • Es ist im Sinne einer robusten und präzisen Axialführung des Schlagbolzens vorteilhaft, wenn die Schlagvorrichtung ein Traggestell mit Führungslagern für den Schlagbolzen aufweist und dessen Stützbund auf einem im Traggestell angeordneten Führungselement entlang gleitet.
  • Zweckmässigerweise ist eines der Führungslager als ortsfestes Stützlager der Schlagfeder vorgesehen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    die Schlagvorrichtung der erfindungsgemässen Markierungsmaschine mit mehreren in einem Revolverkopf angeordneten Stempeln,
    Fig. 2
    einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,
    Fig. 3
    die Schlagvorrichtung aus Fig. 1 in gespannter Stellung, schematisch und etwas vergrössert dargestellt, und
    Fig. 4
    die Schlagvorrichtung aus Fig. 1 in entspannter Stellung, ebenfalls sche- matisch und etwas vergrössert dargestellt.
  • Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Markierungsmaschine weist ein Maschinengestell 1 mit einem darauf befestigten Traggehäuse 2 auf, in dem eine Schlagvorrichtung 3 und ein Stempelträger 4 eingebaut sind.
  • Wie aus den Figuren 1 bis 4 ersichtlich, weist die Schlagvorrichtung 3 ein Traggestell 5 mit einem Schlagbolzen 6 auf, der axial in zwei Führungsbüchsen 7a, 7b geführt ist und durch eine auf ihm sitzende Schlagfeder 8 beaufschlagbar ist. Diese ist zwischen einem ortsfesten Stützlager 9 und einem im Schlagbolzen 6 vorgesehenen Stützbund 10 eingebaut. Das Stützlager 9 ist in der Führungsbüchse 7a eingeschraubt. Im Traggestell 5 ist ein Führungselement 11 für den Stützbund 10 des Schlagbolzens 6 angeordnet.
  • Die Schlagfeder 8 ist durch ein Betätigungselement in Gestalt eines Nockenelements 12 betätigbar, das durch einen Nockenträger 13 mit zwei diametral angeordneten Nocken 14a, 14b gebildet ist.
  • Das Nockenelement 12 ist mit einem elektrischen Motor 15 über ein Schneckengetriebe 16 antreibbar, durch welches der auf seiner Abtriebswelle 17 sitzende Nockenträger 13 drehbar ist. Zwischen ihm und dem Servomotor 15 ist eine Kupplung 18 angeordnet.
  • Wie aus der Figur 1 ersichtlich, weist der Stempelträger 4 einen Revolverkopf 19 mit einer Drehachse 20 und zwei Führungsscheiben 21 a, 21 b auf. Die Drehachse 20 ist in einem Gehäuse 23 gelagert, das auf einer Tragplatte 24 befestigt ist.
  • Der Revolverkopf 19 trägt kranzförmig angeordnete Markierungsstempel 25 mit Stempelbolzen 26, die je eine Rückstellfeder 27 sowie ein stirnseitiges Markierungszeichen 28 aufweisen und in den Führungsscheiben 21 a, 21 b des Revolverkopfes 19 achsparallel zu dessen Drehachse 20 geführt sind.
  • Der Revolverkopf 19 ist durch einen elektrischen Servomotor 29 über ein Zahnradgetriebe 30 mit einem am Revolverkopf 19 befestigten Zahnkranz 31 und einem auf der Antriebswelle 32 des Servomotors 29 sitzenden Ritzel 33 antreibbar.
  • Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Markierungsmaschine ist wie folgt:
  • Die Schlagvorrichtung 3 und der Revolverkopf 19 mit den Markierungsstempeln 25 befinden sich zunächst in der in Fig. 3 dargestellten Arbeitsstellung, in welcher der zu betätigende Markierungsstempel 25 die gewünschte Einschlagstellung gegenüber dem zu markierenden Erzeugnis 34 einnimmt. Der Schlagbolzen 6 ist koaxial zum Markierungsstempel 25 ausgerichtet. Der auf den Stützbund 10 drückende Nocken 14a hält mit Hilfe des Servomotors 15 den Schlagbolzen 6 in der gezeigten Ausgangslage, in welcher die Schlagfeder 8 gespannt ist und der Schlagbolzen 6 etwas vom Markierungsstempel 25 entfernt ist.
  • Um den Markierungsvorgang auszulösen, wird das Nockenelement 12 durch den Servomotor 15 so gedreht, dass der Nocken 14a aus dem Stützbund 10 herausschwenkt. Dadurch entspannt sich die Schlagfeder 8 schlagartig und treibt den Schlagbolzen 6 in Richtung des zu markierenden Erzeugnisses. Der Schlagbolzen 6 schlägt auf den Markierungsstempel 25 und verleiht diesem dabei eine hohe kinetische Energie, die bewirkt, dass der Stempel mit entsprechend hoher Einschlagkraft in das zu markierende Erzeugnis einschlagen kann. Dies gewährleistet die Erzielung der vorgeschriebenen Normtiefe.
  • Zur Wiederholung der Markierung wird nunmehr das Nockenelement 12 mit dem Servomotor 15 weitergedreht, bis der Nocken 14b auf den Stützbund 10 drückt und den Schlagbolzen 6 mit der Schlagfeder 8 in die in Figur 3 gezeigte Stellung zurückführt. Danach wird der Vorgang wie vorstehend beschrieben fortgesetzt.
  • Um einen Markierungswechsel vorzunehmen, wird vorab der Revolverkopf 19 soweit gedreht bis der Markierungsstempel mit dem gewünschten Markierungszeichen die in der Figur 3 gezeigte Einschlagstellung erreicht hat. Anschliessend wird der Markierungsvorgang wie vorstehend beschrieben durchgeführt. Dementsprechend wird bei Markierungen mit mehreren Markierungszeichen vorgegangen.
  • Durch den elektromotorischen Antrieb wird die Programmierung der Gesamtsteuerung erleichtert. Die Schlagkraft der Schlagfeder 8 ist durch Ein- oder Ausschrauben des Stützlagers 9 in der Führungsbüchse 7a fein einstellbar.
  • Die beschriebene Markierungsmaschine ist mit dem drehbaren Revolverkopf 19 als Stempelträger ausgestattet, so dass die einzelnen Markierungsstempel 25 durch Drehen des Stempelträgers in die gewünschte Schlagstellung bringbar sind. Es ist aber auch im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich, als Stempelträger beispielsweise eine Verschiebevorrichtung vorzusehen, so dass in diesem Fall die einzelnen Stempel durch Verschieben des Stempelträgers in Schlagstellung bringbar sind.
  • Selbstverständlich ist es ebenfalls im Rahmen der Erfindung möglich, einen Stempelträger mit nur einem Markierungsstempel vorzusehen.
  • Als Antriebsmotor für die erfindungsgemässe Schlagvorrichtung kommt jeder elektrisch betriebene Motor in Frage, der die Schlagfeder 8 im gespannten Zustand halten kann, sei es beispielsweise in Verbindung mit einem geeigneten Haltemechanismus, sei es weil er im ruhenden Zustand ein entsprechendes Moment ausüben kann.

Claims (8)

  1. Markierungsmaschine für metallurgische Erzeugnisse, insbesondere Stranggusserzeugnisse, bestehend aus einem Markierungsstempel (25) und einer Schlagvorrichtung (3) zum Einschlagen des Markierungsstempels (25) in das zu markierende Erzeugnis, wobei die Schlagvorrichtung (3) aus einem Schlagbolzen (6), einer den Schlagbolzen treibenden Schlagfeder (8) und Betätigungsvorrichtungen für das Spannen der Schlagfeder, für das Festhalten der gespannten Schlagfeder und für das Freigeben der gespannten Schlagfeder besteht, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Betätigungsvorrichtung, bestehend aus einem mittels Elektromotor angetriebenen Nockenelement (12) für das Spannen der Schlagfeder (8), für das Festhalten der gespannten Schlagfeder (8) und für das gesteuerte Freigeben der gespannten Schlagfeder (8) vorgesehen ist, wobei die Schlagvorrichtung (3) mit einem Stempelträger (4) mit mehreren Markierungsstempeln (25) zusammenwirkt und jeweils durch Verschieben oder Drehen des Stempelträgers ein vorbestimmter Stempel in eine koaxiale Schlagstellung mit dem Schlagbolzen bringbar ist und durch die gesteuerte Freigabe der Spannkraft der Schlagfeder (8) der vorbestimmte Markierungsstempel (25) das Erzeugnis markiert.
  2. Markierungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagfeder (8) auf dem Schlagbolzen (6) zwischen einem ortsfesten Stützlager (9) und einem am Schlagbolzen (6) vorgesehenen Stützbund (10) angeordnet ist, und durch ein gegen den Stützbund (10) in Spannrichtung der Schlagfeder (8) drückendes Nockenelement (12) betätigbar ist.
  3. Markierungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenelement (12) einen durch den Elektromotor (15) drehbaren Nockenträger (13) aufweist, der mit zwei diametral angeordneten Nocken (14a, 14b) versehen ist.
  4. Markierungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenelement (12) über ein Schneckengetriebe (16) antreibbar ist.
  5. Markierungsmaschine nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagvorrichtung (3) ein Traggestell (5) mit Führungsbüchsen (7a, 7b) für den Schlagbolzen (6) aufweist und der Stützbund (10) auf einem im Traggehäuse (5) angeordneten Führungselement (11) entlanggleitet.
  6. Markierungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Führungsbüchse (7a) als ortsfestes Stützlager (9) für die Schlagfeder (8) dient.
  7. Markierungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempelträger (4) mit mehreren Markierungsstempeln (25) als drehbarer Revolverkopf (19) ausgebildet ist.
  8. Markierungsmaschine nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagkraft der Schlagfeder (8) durch Ein- oder Ausschrauben des Stützlagers (9) in der Führungsbüchse (7a) einstellbar ist.
EP03718675A 2002-03-05 2003-02-25 Markierungsmaschine für metallurgische erzeugnisse Expired - Lifetime EP1480841B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
CH384022002 2002-03-05
CH3842002 2002-03-05
PCT/EP2003/001884 WO2003074295A1 (de) 2002-03-05 2003-02-25 Markierungsmaschine für metallurgische erzeugnisse

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EP1480841A1 EP1480841A1 (de) 2004-12-01
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JP (1) JP4411081B2 (de)
KR (1) KR100941114B1 (de)
AT (1) ATE479559T1 (de)
BR (1) BR0308150B1 (de)
DE (1) DE50313036D1 (de)
ES (1) ES2351964T3 (de)
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