-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine für das Auf- bzw. Einbringen einer Markierung auf
bzw. in die Oberfläche
eines Werkstücks,
umfassend eine Markiereinrichtung mit einem in einer Arbeitsrichtung
wirkenden Markierwerkzeug und eine Werkstück-Haltevorrichtung.
-
Derartige
Maschinen können
insbesondere in Gestalt von Maschinen für das Einbringen einer Prägung in
die Oberfläche
eines Werkstücks
ausgeführt
sein, wobei die Arbeitsrichtung des Prägewerkzeugs der Prägeeinrichtung
in diesem Falle durch die Prägerichtung
des – ggfs.
in weiteren Achsen verfahrbaren – Prägewerkzeugs bestimmt wird.
Weiterhin können
die eingangs angegebenen Maschinen gattungsgemäßer Art beispielsweise als
Laserbeschriftungsmaschinen ausgeführt sein, wobei in diesem Falle
die Orientierung des Laserstrahls die Arbeitsrichtung des – wiederum
ggfs. in weiteren Achsen verfahrbaren – Laser-Markierwerkzeugs definiert. Im Hinblick
auf einen bevorzugten Einsatz- und Anwendungsbereich der vorliegenden
Erfindung wird diese nachstehend in erster Linie anhand von Prägemaschinen
herausgearbeitet, ohne daß hieraus
eine dahingehende Beschränkung
herleitbar wäre.
-
In
der betrieblichen Praxis werden tagtäglich unzählige (insbesondere zylindrische)
Werkstücke auf
ihrer Oberfläche
mit einer Prägung
(z.B. in Form einer Nadelprägung)
versehen, beispielsweise um den Hersteller des entsprechenden Werkstücks und/oder
die Artikelbezeichnung bzw. Artikelnummer dauerhaft auf dem entsprechenden
Werkstück
anzubringen. Für
bestimmte sicherheitsrelevante Werkstücke ist dies im Hinblick auf
haftungsrechtliche Gesichtspunkte sogar von Gesetzes wegen vorgeschrieben.
-
Um
das jeweilige Werkstück
für das
Einbringen der Prägung
zu fixieren, sind bei bekannten gattungsgemäßen Maschinen Werkstück-Haltevorrichtungen
in Form von z.B. pneumatischen Schraubstöcken vorgesehen. Nachteilig
bei solchen Werkstück-Haltevorrichtungen
ist die umständliche
Handhabung. Weiterhin besteht insbesondere bei hohlen zylindrischen
Werkstücken,
namentlich bei vergleichsweise dünnwandigen
Hülsen,
die Gefahr einer Verformung des Werkstücks durch das Einspannen in
dem Schraubstock.
-
Bei
anderen gattungsgemäßen Maschinen, bei
denen die Werkstück-Haltevorrichtung
als Spannfutter ausgeführt
ist, tritt zwar der zuletzt genannte Nachteil nicht auf. Allerdings
ist in diesem Falle ein substantieller Anteil des Werkstücks in dem
Spannfutter aufgenommen, so daß für die auf
dem Werkstück
anzubringende Prägung
nur einen reduzierter Oberflächenbereich
zur Verfügung
steht.
-
Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Maschine der eingangs
angegebenen Art bereitzustellen, welche die vorstehend dargelegten
Nachteile bekannter gattungsgemäßer Maschinen
nicht aufweist, indem insbesondere die Werkstück-Haltevorrichtung leicht zu bedienen
ist, ein möglichst
großer
Oberflächenbereich
des Werkstückes
zum Auf- bzw. Einbringen der Markierung zur Verfügung steht und die Gefahr der
Verformung des Werkstücks
in der Werkstück-Haltevorrichtung
reduziert ist.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß die Werkstück-Haltevorrichtung
zwei Werkstückauflagen
umfaßt,
die jeweils eine Mehrzahl von zueinander parallelen Stützplatten
mit schräg
zur Arbeitsrichtung des Markierwerkzeugs verlaufenden Auflageflächen aufweisen,
wobei die Stützplatten
der beiden Werkstückauflagen
miteinander kämmen
und einander teilweise überlappen
und wobei ferner die beiden Werkstückauflagen dergestalt quer
zur Arbeitsrichtung des Markierwerkzeugs relativ zueinander bewegbar
sind, daß das Maß der Überlappung
der Stützplatten
veränderbar
ist. Charakteristisch für
die bei der erfindungsgemäßen Maschine
vorgesehene Werkstück-Haltevorrichtung
ist somit insbesondere, daß ein
Einspannen des Werkstücks,
sei es zwischen zwei einander gegenüberstehenden Spannbacken (z.B.
eines pneumatischen Schraubstockes) oder aber in einem Spannfutter,
unterbleibt. Das Werkstück
liegt vielmehr in einer Aufnahme, welche definiert und begrenzt
ist durch die – bevorzugt
spiegelsymmetrisch – schräg zur Arbeitsrichtung
des Markierwerkzeugs verlaufenden Auflageflächen der Stützplatten der beiden Werkstückauflagen.
Während
sich für
bestimmte Anwendungsfälle
der Erfindung auch die (konvex oder konkav) gekrümmte bzw. gewölbte Ausführung der
Auflageflächen
der Stützplatten
der beiden Werkstückauflagen
als günstig
erweisen kann, liegen die Auflageflächen der Stützplatten der beiden Werkstückauflagen
besonders bevorzugt in zwei einander schneidenden Ebenen, wobei jener
Winkel, unter dem die beiden Ebenen einander schneiden, insbesondere
zwischen 45° und
90° betragen
kann. Namentlich beim Einsatz der vorliegenden Erfindung bei Prägemaschinen
ergeben sich hierdurch besonders günstige Verhältnisse sowohl hinsichtlich
der Abtragung der durch das Prägewerkzeug
auf das Werkstück
ausgeübten
Kraft in die Werkstück-Haltevorrichtung
als auch hinsichtlich der Fixierung des Werkstücks gegen Verdrehen bei außermittiger
Prägung;
und weiterhin ist ein vergleichsweise großer Durchmesserbereich für die mit
einer Prägung
zu versehenden Werkstücke
(z.B. 10 bis 80 mm) mit einer einzigen Werkstück-Haltevorrichtung abdeckbar.
In diesem Zusammenhang ist hervorzuheben, daß es gerade beim Prägen darauf
ankommt, daß das
Werkstück
eine genau vorgegebene Lage der Oberflächenbereiche, in die die Prägung einzubringen
ist, einhält,
um eine Prägung
mit geforderter Qualität
zu erhalten und eine Beschädigung
des Prägewerkzeugs
zu vermeiden. Eine solche Lage des jeweiligen Werkstücks läßt sich
bei erfindungsgemäß ausgeführten Maschinen
auch im Falle nennenswerter Werkstücktoleranzen besonders zuverlässig und mit
besonders geringem Aufwand individuell einstellen. Indem weiterhin
bei der Werkstück-Haltevorrichtung
der erfindungsgemäßen Maschine
die bei den Werkstückauflagen
dergestalt quer zur Arbeitsrichtung des Prägewerkzeugs relativ zueinander
bewegbar sind, daß das
Maß der Überlappung
der Stützplatten
veränderbar
ist, ist die Werkstück-Haltevorrichtung
innerhalb einer erheblichen Bandbreite mit minimalem Aufwand an
unterschiedlich dimensionierte Werkstücke anpaßbar.
-
Eine
erste bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Maschine zeichnet sich
dadurch aus, daß beide
Werkstückauflagen
der Werkstück-Haltevorrichtung
bewegbar sind. Besonders bevorzugt sind dabei die beiden Werkstückauflagen dergestalt
gekoppelt, daß sie
sich synchron gegenläufig
bewegen. In diesem Falle liegen unabhängig von der jeweiligen Stellung
der beiden Werkstückauflagen
zueinander die Mittelachsen der Werkstücke stets in derselben, parallel
zur Arbeitsrichtung des Markierwerkzeugs verlaufenden Ebene. Dies
ist für den
praktischen Einsatz der erfindungsgemäßen Maschine von großem Vorteil.
-
Gemäß einer
anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die
Stützplatten
sich entlang einer Stützfläche gleitend
auf einem Gegenstück
der jeweils anderen Werkstückauflage
abstützen.
Hierdurch ergeben sich besonders günstige statische Verhältnisse,
was die Lastabtragung angeht, was zugleich der Genauigkeit der reproduzierbaren
Lagesicherung des Werkstückes
in der Werkstück-Haltevorrichtung
entgegenkommt. Vor demselben Hintergrund sind die Stützplatten
der beiden Werkstückauflagen
besonders bevorzugt in zur Arbeitsrichtung des Markierwerkzeugs
parallelen Ebenen angeordnet.
-
Gemäß einer
anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an einer Stirnseite
der Werkstück-Haltevorrichtung
ein Anschlag vorgesehen, welcher die axiale Lage des Werkstücks reproduzierbar
definiert, indem eine Stirnseite des Werkstücks an dem Anschlag anliegt.
Besonders bevorzugt umfaßt
dabei der Anschlag einen Magneten, der insbesondere als Permanent-
oder als Elektromagnet ausgeführt
sein kann. Der Magnet stellt nicht nur sicher, daß das Werkstück auch
bei verfahrensbeding ten Erschütterungen
während
des Prägeprozesses
ständig stirnseitig
an dem Anschlag anliegt. Er kann vielmehr auch, namentlich wenn
seine Oberfläche
eine rutschhemmende Beschichtung aufweist, einen nennenswerten Beitrag
zur Lagesicherung des Werkstücks bezüglich dessen
Längsachse
leisten, so daß sich das
Werkstück
selbst bei einer außermittigen
Prägung
nicht um seine Längsachse
dreht.
-
Bevorzugt
weist die Werkstück-Haltevorrichtung
eine Markierung für
die Werkstück-Oberkante auf,
unter deren Verwendung sich die beiden Werkstückauflagen in Abhängigkeit
von den Dimensionen des jeweiligen Werkstückes ohne weiteres so einstellen
lassen, daß die
Oberkante des Werkstückes
auf einem für
den Prägevorgang
optimalen Niveau liegt, d.h. in optimaler Stellung bezüglich des
Prägewerkzeuges.
Eine solche Markierung für
die Werkstück-Oberkante
kann insbesondere im Bereich einer Stirnseite vorgesehen sein. Besonders
günstig
ist auch, wenn – ggfs.
zusätzlich – die oberen
Randflächen
der Stützplatten
als Markierung für
die Werkstück-Oberkante
ausgeführt
sind.
-
Lediglich
zur Klarstellung ist darauf hinzuweisen, daß die Werkstücke, für deren
Kennzeichnung die erfindungsgemäße Maschine
vorgesehen ist, keinesfalls zwingend zylindrisch und schon gar nicht
zwingend kreiszylindrisch ausgeführt
sein müssen.
Vielmehr eignet sich die erfindungsgemäße Maschine ersichtlich auch
zur Kennzeichnung von Werkstücken,
die nicht zylindrisch sind bzw. von zylindrischen Werkstücken mit
einem anderen als einem kreisförmigen
Querschnitt (z.B. einem sechseckigen Querschnitt).
-
Im
folgenden wird anhand der Zeichnung ein als Prägemaschine für zylindrische
Werkstücke
ausgeführtes
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Maschine
näher erläutert. Dabei
zeigen die 1 bis 3 den hier
interessierenden Bereich derselben erfindungsgemäßen Maschine aus verschiedenen
Perspektiven.
-
Die
in der Zeichnung veranschaulichte Maschine für das Einbringen einer als
Prägung
ausgeführten
Markierung 1 in die Oberfläche 2 eines zylindrischen
Werkstücks 3 umfaßt als Hauptkomponenten
eine als Prägeeinrichtung
ausgeführte
Markiereinrichtung 4 und eine Werkstück-Haltevorrichtung 5. Als
Prägeeinrichtung
ist eine Vorrichtung zum Nadelprägen
vorgesehen; das als Prägewerkzeug
ausgeführte
Markierwerkzeug 6 besteht aus einer Prägenadel 7, welche
längs ihrer
Achse mit einer Frequenz von etwa 100 Hz oszilliert. Die Längsachse
der Prägenadel 7 definiert
auf diese Weise die – vertikale – Prägerichtung
und somit die Arbeitsrichtung 8 des Prägewerkzeugs. Die Prägenadel
ist gesteuert in zwei zur Arbeitsrichtung 8 normalen Achsen
verfahrbar.
-
Die
Werkstück-Haltevorrichtung 5 umfaßt zwei
Werkstückauflagen 9.
Jede der beiden Werkstückauflagen 9 weist
eine Mehrzahl von zueinander parallelen, trapezförmigen Stützplatten 10 auf,
die jeweils an einem Block 11 fixiert sind. Die Stützplatten 10 der
beiden Werkstückauflagen 9 kämmen miteinander
und überlappen
einander teilweise. Jede der Stützplatten 10 weist
eine horizontale untere Randfläche 12,
eine vertikale äußere Seitenfläche 13,
eine horizontale obere Randfläche 14 und
eine schräge innere
Seitenfläche 15 auf.
Die schräg
zur Arbeitsrichtung 8 des Prägewerkzeugs 6 verlaufenden
inneren Seitenflächen
bilden jeweils Auflageflächen 16 für das Werkstück 3,
welches in der dargestellten Anwendung der Maschine als Hülse 17 ausgeführt ist. Die
Auflageflächen 16 der
beiden Werkstückauflagen 9 schließen einen
Winkel von etwa 60° miteinander ein;
sie definieren eine keilförmige
Aufnahme für
das Werkstück 3.
-
Beide
Werkstückauflagen 9 sind
quer zur Arbeitsrichtung 8 des Prägewerkzeugs 6 und
parallel zu der Erstreckung der Stützplatten 10 bewegbar
(Pfeil A). Hierzu stützen
sich die beiden Blöcke 11 der Werkstückauflagen 9 gleitend
auf einem Bett 18 der Werkstück-Haltevorrichtung 5 ab.
Im Bedarfsfalle können
sich die Stützplatten 10 jeder
Werkstückauflage 9 entlang
ih rer jeweiligen unteren horizontalen Randfläche 12, die dann eine
Stützfläche 19 bildet, gleitend
auf einem ein Gegenstück 20 bildenden
Teil (den äußeren Klemmplatten
K oder den zwischen jeweils zwei Stützplatten angeordneten Distanzplatten D)
des Blockes 11 der jeweils anderen Werkstückauflage 9 abstützen.
-
Die
Bewegungen der beiden Werkstückauflagen
sind dergestalt gekoppelt, daß diese
sich synchron gegenläufig
bewegen. Hierzu ist eine Spindel 21 mit zwei gegenläufigen Gewindeabschnitten 22 und 23 vorgesehen,
welche in korrespondierende Mutterngewinde in den beiden Blöcken 11 eingreifen. Die
Spindel ist in Randleisten 24 des Bettes 18 gelagert
und – zu
ihrer Betätigung – mit einem
Handrad 25 versehen. Durch Verdrehen der Spindel 21 läßt sich
Maß der Überlappung
der Stützplatten 10 der beiden
Werkstückauflagen
verändern.
Hierdurch ist die Werkstück-Haltevorrichtung 5 an
unterschiedlich dimensionierte Werkstücke 3 dergestalt anpaßbar, daß die Oberkante
unabhängig
von dem Werkstückdurchmesser
stets im wesentlichen auf demselben Niveau angeordnet ist. Zur Erleichterung
der Einstellung der Werkstück-Haltevorrichtung 5 an
unterschiedlich dimensionierte Werkstücke 3 sind die horizontalen
oberen Randflächen 14 der
Stützplatten 10 als
Markierung für
die Oberkante des jeweiligen Werkstückes 3 ausgeführt; d.h.,
die Spindel 21 wird zur Anpassung der Werkstück-Haltevorrichtung 5 an das
jeweilige Werkstück
so lange verdreht, bis die Oberkante des betreffenden Werkstückes 3 bündig ist
mit den horizontalen oberen Randflächen 14 der Stützplatten 10.
-
Stirnseitig
weist die Werkstück-Haltevorrichtung 5 einen
Anschlag 26 auf. Der Anschlag 26 umfaßt einen
Permanentmagneten 27, der in eine Aussparung 28 der
den Anschlag 26 bildenden, an dem Bett 18 montierten
Platte 29 eingelassen ist und seinerseits eine rutschhemmende
Beschichtung aufweist.