EP2017091A1

EP2017091A1 - Prägeeinheit mit verschwenkbarem Andruckelement

Info

Publication number: EP2017091A1
Application number: EP08012878A
Authority: EP
Inventors: Jürgen Drees
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2028-07-17
Also published as: ATE456466T1; DE202007010137U1; EP2017091B1; DE502008000345D1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prägeeinheit (1) zur Anbringung von Kennzeichnungen an Bauteilen (Z), mit einem Gehäuse (2) und gegebenenfalls einer das Gehäuse (2) tragenden Konsole (3,4). Im Gehäuse (2) ist eine axial verschiebbare und um ihre Längsachse verschwenkbare Antriebswelle (7) angeordnet, die an ihrem einen Ende unter Vorspannung mit einer Antriebseinheit (14,20) verbunden ist und an ihrem anderen Ende ein Andruckteil (21) aufweist. Am Gehäuse (2) ist ein Kennzeichnungsmittel aufweisendes Bauelement (24) angeordnet, auf dem das zu kennzeichnende Bauteil (Z) aufsetzbar ist. Während des Prägevorganges ist das Andruckteil (21) der Antriebswelle (7) mit einem bestimmten Anpressdruck gegen das zu kennzeichnende Bauteil (Z) und das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement (24) andrückbar und an diesem fortlaufend entlang verschwenkbar, wobei das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement (24) die Kennzeichnung in das Bauteil (Z) einprägt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prägeeinheit zur Anbringung von Kennzeichnungen an Bauteilen, mit einem Gehäuse und gegebenenfalls einer das Gehäuse tragenden Konsole.
Die Prägetechnik dient in der Industrie unter anderem dazu, Bauteile mit Zahlen, Buchstaben, Symbolen, Stempeln und dergleichen zu kennzeichnen. Dies ist häufig erforderlich, um den Ursprung der Herstellung, der Charge usw. zurückverfolgen zu können. Insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik ist es von Bedeutung, den Hersteller des entsprechenden Bauteils zu ermitteln, beispielsweise bei Rückrufaktionen oder Schadensfeststellungen an Kraftfahrzeugen.
Weiterhin ist es insbesondere in der Metallbauteilfertigung üblich, in der laufenden Produktion Tagesstempel und/oder Bauteilstempel in oder auf das zu fertigende Blechteil oder andere Bauteile ein- oder aufzubringen. Über ein Stempelwerkzeug werden Signaturen, Kennzeichnungen, Buchstaben, Zahlen usw. in oder auf das Bauteil geprägt. Dabei werden Prägemaschinen verwendet, die beispielsweise bei etwa 3 mm großen Kennzeichnungen eine Prägekraft von ca. 3 bis 4 t aufbringen, um die Kennzeichnung einzuprägen. Dazu werden üblicherweise Prägezangen verwendet, die sehr groß bauen, d.h. etwa 0,5 m hoch und höher sind, und einen entsprechend starken Kraftantrieb benötigen. Manche Prägezange besitzt ein Rollwerk, mit dem die zu prägenden Kennzeichnungen schrittweise fortlaufend weitergestellt werden können. Dieser Prägevorgang wird auch als Rollprägen bezeichnet.
Diese Prägezangen haben den Nachteil, dass ein großer Platzbedarf am zu fertigenden und zu kennzeichnenden Bauteil notwendig ist, da eine Prägezange viel Platz benötigt, um das Bauteil angreifen zu können. Bei kleiner dimensionierten Bauteilen oder komplizierten Bauformen ergeben sich dadurch Platzprobleme.
Das Rollprägen kann auch in der Form ausgeführt werden, dass das Prägerad der Prägeeinheit an seinem Umfang verteilte Kennzeichnungen aufweist. Das Prägerad fährt mit sehr hohem Kraftaufwand über die Prägestelle des Bauteils. Dabei muss die Prägeeinheit dennoch zum Bauteil und vom Bauteil weggefahren werden, so dass auch hier ein großer Platzbedarf notwendig ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Prägeeinheit zur Anbringung von Kennzeichnungen an Bauteilen der eingangs genannten Art zu schaffen, die insbesondere kompakt ausgebildet ist und eine relativ geringe Antriebskraft benötigt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im Gehäuse eine axial verschiebbare und um ihre Längsachse verschwenkbare Antriebswelle angeordnet ist, die an ihrem einen Ende unter Vorspannung mit einer Antriebseinheit verbunden ist und an ihrem anderen Ende ein Andruckteil aufweist, am Gehäuse ein Kennzeichnungsmittel aufweisendes Bauelement angeordnet ist, auf dem das zu kennzeichnendes Bauteil aufsetzbar ist, wobei während des Prägevorganges das Andruckteil der Antriebswelle mit einem bestimmten Anpressdruck gegen das zu kennzeichnende Bauteil und das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement andrückbar und an diesem fortlaufend entlang verschwenkbar ist und das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement die Kennzeichnung in das Bauteil einprägt.
Unter dem Begriff "Gehäuse" sollen geschlossene als auch offene Konstruktionen verstanden werden, welche die Aufgabe haben, die Antriebswelle zu halten bzw. zu führen.
Die axiale Verschiebbarkeit der Antriebswelle ermöglicht eine Bewegung des an einem Ende der Antriebswelle befestigten Andruckteils hin zu und weg von einem zu kennzeichnenden Bauteil. Weiterhin erlaubt die Verschwenkbarkeit der Antriebswelle um ihre Längsachse ein fortlaufendes, d.h. kontinuierliches Abwälzen des Andruckteils auf dem die Kennzeichnungsmittel aufweisenden Bauelement, auf dem ein zu kennzeichnendes Bauteil aufgesetzt ist. Unter "Kennzeichnungen" sind Signaturen, wie Zahlen, Buchstaben, Symbole, Stempel und dergleichen zu verstehen, die auf oder in ein zu fertigendes oder bereits gefertigtes Bauteil auf- oder eingebracht werden.
Die Antriebswelle ist an ihrem einen Ende unter Vorspannung mit einer Antriebseinheit verbunden, so dass der Anpressdruck der Andruckwelle an das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement festgelegt wird.
Da die Antriebswelle relativ kurz ausgebildet sein kann, hat das Gehäuse eine kompakte Abmessung. Darüber hinaus baut durch die Anordnung der Antriebseinheit an einem Ende der Antriebswelle und die Anordnung des Andruckteils am anderen Ende der Antriebswelle die Prägeeinheit so klein, dass diese in eine Spannvorrichtung, vorzugsweise eine Positioniervorrichtung gemäß der DE 20 2006 016 392 und/oder einer Konsole gemäß der DE 20 2006 000 908 integriert werden kann, ohne dass Platzprobleme auftreten. Zum Prägevorgang selbst sind keine weiteren Bauteile, wie Halterungen, Zuführungen usw. notwendig.
Für einen Prägevorgang wird das mit einer Prägung zu versehende Bauteil über dem Kennzeichnungsmittel aufweisenden Bauelement platziert, d.h. es kann einfach auf dem Bauelement am Gehäuse der Prägeeinheit aufgelegt werden. Während des Prägevorganges wird das Andruckteil der Antriebswelle mit einem bestimmten Anpressdruck gegen das zu kennzeichnende Bauteil und das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement gedrückt und an diesem fortlaufend entlang verschwenkt. Dabei prägt das Kennzeichnungsmittel die Kennzeichnung von unten in das Bauteil ein. Danach kann das mit der Prägung versehene Bauteil auch wieder einfach entnommen werden. Unter "Prägung" soll im Sinne der Erfindung auch ein Stempeln verstanden werden.
Die Erfindung ergibt eine kleine kompakte Prägeeinheit mit geringer Bauhöhe, die mit geringer Antriebskraft und genauen Einstellmöglichkeiten einen Prägevorgang für zu kennzeichnende Bauteile ermöglicht. Die Prägeeinheit kann beliebig in eine Fertigungsvorrichtung, z.B. eine Schweißvorrichtung, integriert werden, ohne das ein Bewegen der Prägeeinheit, d.h. Zuführen und Wegfahren zur Prägestelle, erforderlich ist. Die Prägeeinheit ist also immer ortsfest mit der Fertigungsvorrichtung verbunden. Darüber hinaus ist die Prägeeinheit wegen ihrer Kompaktheit auch bei engen Platzverhältnissen und komplizierten Bauformen einsetzbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Demgemäß ist das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement als Stempelhalter ausgebildet. Darüber umfasst das Kennzeichnungsmittel ein- oder mehrteilige Stempel, die Zahlen, Buchstaben, Symbole und/oder dergleichen aufweisen, welche vorzugsweise erhaben ausgebildet sind und somit ein Prägen gestatten. Der Stempelhalter kann in Abhängigkeit von der gewünschten Kennzeichnung feste, austauschbare oder sich selbst fortlaufend ein- bzw. verstellbare Stempel aufweisen.
Da das zu prägende Bauteil auf den Stempelhalter mit den Stempeln aufgelegt wird und das Andruckteil dann unter Druck auf dem Bauteil über den Stempelbereich verschwenkt, wird die gewünschte Kennzeichnung von unten in das Bauteil eingeprägt. Dabei ist vorgesehen, dass das Andruckteil quer zur Längsachse der Antriebswelle angeordnet und als Welle, Rolle oder Walze ausgebildet ist. Weil das Andruckteil unmittelbar an einem Ende der Antriebswelle und der Stempelhalter in unmittelbarer Nähe der Antriebswelle am Gehäuse angeordnet sind, ist das Andruckteil sehr kurz, so dass der Anpressdruck vollständig auf das zu prägende Bauteil übertragen wird. Durch die Festlegung der Form, Breite und Länge des Andruckteils kann in Abhängigkeit von der Kennzeichnungsform und -größe der Prägebereich eingestellt werden.
Bevorzugt ist die Antriebswelle mittels eines an sich bekannten Tellerfederpakets vorgespannt. Hierbei erfolgt die Vorspannung der Antriebswelle beispielsweise über eine dem Tellerfederpaket zugeordneten Stellmutter.
Bei der erfindungsgemäßen Prägeeinheit besteht die Antriebseinheit für die Antriebswelle aus einem Antriebsmotor und einem Getriebe. Der Antriebsmotor kann ein Pneumatikmotor, Elektromotor oder dergleichen und das Getriebe ein Schnecken-, Zahnrad-, Zahnstangengetriebe oder dergleichen sein. Wenn sich das Andruckteil vor dem Prägevorgang in Nullposition befindet, verfährt beispielsweise das mit dem Pneumatikmotor angetriebene Schneckengetriebe die Antriebswelle in axialer Richtung, d.h. also quer zur Stempelebene, und verschwenkt dann das Andruckteil über den Prägebereich und vollzieht die Kennzeichnung des Bauteils. Dieser Prägevorgang geschieht in sehr kurzer Zeit, z.B. innerhalb 1 oder 2 Sekunden oder sogar Sekundenbruchteilen.
Mit einem relativ kleinen Pneumatik-Lamellenmotor oder Elektromotor mit zugehörigem Schneckengetriebe mit entsprechender Übersetzung und dem darauf abgestimmten Tellerfederpaket kann die erforderliche Andruckkraft mit wenigen Newtonmeter Antriebsdrehmoment relativ klein gehalten werden. Diese relativ geringe Antriebsenergie bzw. Andruckkraft ist auch deshalb ausreichend, weil durch das fortlaufende, d.h. kontinuierliche Abwälzen des Andruckteils jeder Teil der Gesamtkennzeichnung, z.B. Ziffer für Ziffer, Buchstabe für Buchstabe usw., nacheinander geprägt wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prägeeinheit sind Steuermittel zum Ein- und Ausschalten der Antriebseinheit und zum Verschwenken der Antriebswelle hin zum und weg vom Kennzeichnungsmittel aufweisenden Bauelement vorgesehen. Hierbei bestehen die Steuermittel vorzugsweise zumindest aus einem auf der Antriebswelle ausgebildeten Schaltnocken und einem zugeordneten Näherungsschalter, welcher die Position der Antriebswelle detektiert.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Gehäuse auf einer Konsole, einem Fußteil, einem Gelenk oder dergleichen befestigt ist, beispielsweise auf einer Positioniervorrichtung gemäß der DE 20 2006 016 392 und/oder einer Konsole gemäß der DE 20 2006 000 908 .
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Präge- einheit,
Fig. 2: eine Draufsicht auf die Prägeeinheit gemäß Fig. 1,
Fig. 3: eine Seitenansicht auf die Prägeeinheit gemäß Fig. 1,
Fig. 4: eine Längsschnittansicht der Prägeeinheit entlang der Linie A-A gemäß Fig. 3 und
Fig. 5: eine Explosivdarstellung der Prägeeinheit gemäß den Fig. 1 bis 4.

Die Prägeeinheit 1 gemäß den Fig. 1 bis 5 weist ein Gehäuse 2 auf, welches beispielhaft mit einem schwenkbaren Halter 3 mittels nicht gezeigter Stifte verbunden ist. Der Halter 3 wiederum ist mit einem Fuß 4, gegebenenfalls einer Konsole, einem Gelenk oder einer Positioniervorrichtung, verbunden, der, falls erforderlich, über eine Shimsplatte 5, die zur Höhenpositionierung der Prägeeinheit dient, an einer Fußplatte 6 befestigt ist. Die Prägeeinheit 1 kann damit auf einer nicht gezeigten Basis, beispielsweise einer Montageplatte oder Schweißvorrichtung, platziert werden.
Die in Fig. 5 gezeigte Ansicht der Prägeeinheit 1 enthält Strichlinien, welche die Einbaurichtung der jeweiligen Teile der Prägeeinheit 1 verdeutlichen sollen. Des Weiteren ist in den Fig. 1 bis 4 jeweils ein mit einer Kennzeichnung zu versehenes, d.h. zu prägendes Bauteil Z in Strich-Punkt-StrichLinien schematisch dargestellt.
Im Gehäuse 2 ist eine axial bewegliche und um ihre Längsachse verschwenkbare Antriebswelle 7 eingesetzt, auf der zumindest zwei beabstandete Kugellager 8 und zwei beabstandete Distanzringe 9 angeordnet sind, die in eine Gehäusebohrung 10 eingebracht sind. Der untere aus dem Gehäuse 2 herausragende Abschnitt 11 der Antriebswelle 7 ist im Querschnitt als Sechskant ausgebildet. Dieser sechskantige Abschnitt 11 führt unter Zwischenschaltung eines Tellerfederpaketes 12 mit einer zugehörigen Stellmutter 13 in ein Getriebe 14, z.B. ein Schneckengetriebe. Am unteren Ende der Antriebswelle 7 ist ein Schaltnocken 15 befestigt, der zusammen mit einem Näherungsschalter 16, der an einem Sensorhalter 17 befestigt ist, als Steuermittel dient.
Der Sensorhalter 17 ist an einem Halteteil 18 befestigt. Dieses Halteteil 18 nimmt in einer Öffnung 19 einen Antriebsmotor 20, z.B. einen Pneumatik-Lamellen-Motor, auf, der mit dem Getriebe 14 mechanisch verbunden ist. Die Kopplung der Antriebswelle 7 mit der Motor-Getriebe-Einheit 14, 20 erfolgt dadurch, dass das Halteteil 18 mit dem Gehäuse 2 beispielsweise verschraubt wird.
Die Antriebswelle 7 weist an ihrem oberen Ende ein als Walze, Welle oder Rolle ausgebildetes kurzes Andruckteil 21 auf, das über ein Kugellager 22 rechtwinklig von der Längsachse der Antriebswelle 7 wegragt. Auf der Oberseite des Gehäuses 2 ist eine Druckplatte 23 befestigt, auf der ein als Stempelhalter ausgebildetes Kennzeichnungsmittel aufweisendes Bauelement 24 positioniert ist. Das Kennzeichnungsmittel 17 umfasst nicht näher dargestellte ein- oder mehrteilige Stempel, die Zahlen, Buchstaben, Symbole und/oder dergleichen aufweisen, die erhaben ausgebildet sind.
Der Schaltnocken 15 ist mit dem als Inititator dienenden Näherungsschalter 16 in Eingriff bringbar, der wiederum das Einschalten eines Antriebes zur Auslösung des Prägevorganges initiiert und das Ausschalten des Antriebes bewirkt, wenn der Prägevorgang abgeschlossen ist.
In Nullposition der Antriebswelle 7 wird die Andruckkraft der Antriebswelle 7 für das Andruckteil 21 durch das Tellerfederpaket 12 erzeugt. Bei Anlage des Andruckteils 21 am zu kennzeichnenden Bauteil Z, welches zwischen dem Andruckteil 21 und dem Kennzeichnungsmittel aufweisenden Bauelement 24 platziert ist, wird durch die Antriebseinheit 15 ,20 ein Druck aufgebaut und die Antriebswelle 7 wird linear, d.h. axial gegen das auf dem Kennzeichnungsmittel aufweisenden Bauelement 24 platzierte Bauteil Z verschoben und schwenkt mit dem Andruckteil 21 über die Prägestelle am Bauteil Z, so dass die Stempel des Kennzeichnungsmittels aufweisenden Bauelementes 24 durch ihre erhabene Ausbildung eine Signatur in das Bauteil Z prägen. Dann verfährt die Antriebswelle 7 mit dem Andruckteil 21 wieder in die Nullposition und das mit der Kennzeichnung versehene Bauteil Z kann entfernt werden. Da die Prägeeinheit 1 vorteilhafterweise nach oben offen ist, kann das Bauteil Z nach dem Prägen einfach entnommen werden ohne dass eine zusätzliche Verfahreinheit notwendig ist.

Liste der Bezugszeichen

1: Prägeeinheit
2: Gehäuse
3: Halter
4: Fuß
5: Shimsplatte
6: Fußplatte
7: Antriebswelle
8: Kugellager
9: Distanzring
10: Gehäusebohrung
11: Sechskantabschnitt
12: Tellerfederpaket
13: Stellmutter
14: Getriebe
15: Schaltnocken
16: Näherungsschalter
17: Sensorhalter
18: Halteteil
19: Öffnung
20: Antriebsmotor
21: Andruckteil
22: Kugellager
23: Druckplatte
24: Kennzeichnungsmittel
Z: Bauteil

Claims

Prägeeinheit (1) zur Anbringung von Kennzeichnungen an Bauteilen (Z), mit einem Gehäuse (2) und gegebenenfalls einer das Gehäuse (2) tragenden Konsole (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) eine axial verschiebbare und um ihre Längsachse verschwenkbare Antriebswelle (7) angeordnet ist, die an ihrem einen Ende unter Vorspannung mit einer Antriebseinheit (14, 20) verbunden ist und an ihrem anderen Ende ein Andruckteil (21) aufweist, am Gehäuse (2) ein Kennzeichnungsmittel aufweisendes Bauelement (24) angeordnet ist, auf dem das zu kennzeichnendes Bauteil (Z) aufsetzbar ist, wobei während des Prägevorganges das Andruckteil (21) der Antriebswelle (7) mit einem bestimmten Anpressdruck gegen das zu kennzeichnende Bauteil (Z) und das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement (24) andrückbar und an diesem fortlaufend entlang verschwenkbar ist und das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement (24) die Kennzeichnung in das Bauteil (Z) einprägt.
Prägeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennzeichnungsmittel aufweisende Bauelement (24) als Stempelhalter ausgebildet ist und das Kennzeichnungsmittel ein- oder mehrteilige Stempel sind, die Zahlen, Buchstaben Symbole und/oder dergleichen aufweisen.
Prägeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckteil (21) quer zur Längsachse der Antriebswelle (7) angeordnet und als Welle, Rolle oder Walze ausgebildet ist.
Prägeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (7) vorzugsweise mittels eines Tellerfederpakets (12) vorgespannt ist.
Prägeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Antriebswelle (7) vorzugsweise mittels einer Stellmutter (13) einstellbar ist.
Prägeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit für die Antriebswelle (7) aus einem Antriebsmotor (20) und einem Getriebe (14) besteht.
Prägeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (20) ein Pneumatikmotor, Elektromotor oder dergleichen und das Getriebe (14) ein Schnecken-, Zahnrad-, Zahnstangengetriebe oder dergleichen ist.
Prägeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel zum Ein- und Ausschalten der Antriebseinheit (14, 20) und zum Verschwenken der Antriebswelle (7) hin zum und weg vom Kennzeichnungsmittel aufweisenden Bauelement (24) vorgesehen sind.
Prägeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel vorzugsweise zumindest aus einem auf der Antriebswelle (7) ausgebildeten Schaltnocken (15) und einem zugeordneten Näherungsschalter (16) bestehen.
Prägeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) auf einer Konsole, einem Fußteil, einem Gelenk oder dergleichen befestigt ist.