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Die
Erfindung betrifft eine Druckeinrichtung zum Bedrucken isolierter
Runddrähte
mit Kennzeichnungen.
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In
elektrischen oder elektronischen Steuerungen werden eine Vielzahl
unterschiedlichster Drähte
als Verbindungselemente zwischen Bauelementen oder Baugruppen verwendet.
Diese Drähte sind
im allgemeinen mit einer äußeren Isolation
aus Plastikmaterial versehen. Eine Vielzahl der Drähte sind
isolierte Runddrähte
mit entsprechend der Stromdichte ausgewählten Querschnitten und somit unterschiedlichen
Durchmessern. Die Isolation wird in verschiedenen Farben ausgeführt, um
optisch eine Gliederung in entsprechende Gruppen des Einsatzes vorzunehmen.
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Es
ist darüber
hinaus erforderlich, jedem einzelnen Draht eine eigene Kennzeichnung
an beiden Drahtenden zu geben. Diese Kennzeichnungen werden üblicherweise
vom Entwickler der Steuerung in den konstruktiven Unterlagen vorgegeben
und ermöglichen
der Produktion und dem weiteren Service eine fehlerfreie und einfache
Handhabung. Abhängig von
der Produktionsmenge der Steuerungsanlagen oder Geräte werden
die Drähte
mittels entsprechender Organisationsformen und Kennzeichnungsvorrichtungen
vor der Verdrahtung in das Gerät
gekennzeichnet. Für
eine reguläre Produktion
werden mittels einer automatischen Kennzeichnungs- und Bündelungstechnik
komplette Sätze
von Drähten
für Baugruppen
oder auch für
komplette Anlagen erstellt. Dazu werden die Daten mittels der konstruktiven
Unterlagen über
elektronische Datenverarbeitung aufbereitet und bereitgestellt.
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Automatische
Kennzeichnungsanlagen nutzen für
das Kennzeichnen bzw. das Bedrucken technisch aufwendige Ink-Jet-Printer
unter Anwendung lösungsmittelhaltiger
Tinte. Die Schrift wird teils um die Oberfläche des Drahtes herum aufgebracht.
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Eine
einfachere und für
kleinere Produktionsmengen genutzte Kennzeichnung ist das Bekleben
des Drahtes mit einem selbsthaftenden Etikett. Die Etiketten werden
mit üblichen
Thermotransferdruckern bedruckt und anschließend um den Draht gewickelt
und verklebt.
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Weiterhin
ist die Verwendung von schmalen, dünnen Plastikschildern mit zwei
an den Enden vorhandenen Löchern
bekannt. Diese Plastikschilder werden mit der Kennzeichnung beschriftet,
z. B. mittels Thermotransferdruck oder mittels Handschrift. Der
Draht wird nacheinander durch beide Löcher geführt, wodurch das Schild mit
der Textaußenseite
am Draht befestigt ist.
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Bekannt
ist ferner die Kennzeichnung von Runddrähten durch Aufstecken von bereits
mit jeweils einem Buchstaben oder mit einer Ziffer vorbedruckten
Röhrchen
oder auch von seitlich geschlitzten Röhrchen. Bei dieser Methode
muß eine
Vielzahl einzelner Röhrchen
in Folge auf den Draht zur Darstellung der Kennzeichnung aufgesteckt
werden. Entsprechend dem jeweiligen Drahtdurchmesser werden Röhrchen mit
unterschiedlichen Durchmessern verwendet.
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Ähnlich zu
dieser Lösung
ist das Aufstecken von Schrumpfschlauchstücken auf den Draht. Diese Kennzeichnung
hat den wesentlichen Vorteil gegenüber der Verwendung einzelner
Röhrchen
mit je einem Buchstaben, daß das
Schrumpfschlauchende bereits mit der vollständigen Kennzeichnung versehen
werden kann. Das Bedrucken des Schrumpfschlauches erfolgt bekannterweise
mit einem Thermotransferdrucker.
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Alle
aufgeführten
Kennzeichnungsverfahren mit Ausnahme des aufwendigen Ink-Jet-Druckes drucken nicht
unmittelbar auf die Drahtisolation, sondern nutzen einen zusätzlichen
Gegenstand, der beschriftet und anschließend in einer geeigneten Weise
an dem Draht befestigt wird.
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Ein
weiteres bekanntes Druckverfahren, mit dem direkt auf die Drahtisolation
gedruckt werden kann, verwendet Prägezangen und arbeitet im wesentlichen
nach einer Heißprägetechnik.
In die Prägezangen
sind dem Drahtdurchmesser angepaßte Prägeräder mit vorgeformten Buchstaben
oder Ziffern eingesetzt. Mehrere Prägeräder sind auf einer Zange angeordnet
und können
jeweils durch Verdrehen so eingestellt werden, daß eine mehrstellige Kennzeichnung
erstellt wird. Die Prägeräder werden auf
eine entsprechend hohe Temperatur erhitzt. Mit dem Schließen der
Zange gelangen die Prägeräder in Kontakt
mit dem zu beschriftenden Runddraht und übertragen ihre Kontur über eine übliche Heißprägefolie
farbig unmittelbar auf die Drahtoberfläche. Vorteilhaft an dieser
Technologie ist das direkte Bedrucken der isolierten Drahtoberfläche. Die
Handhabung aufgrund des mechanischen Einstellen jedes einzelnen
Prägerades
für jedes
einzelne Zeichen ist allerdings sehr aufwendig. Außerdem hat
jedes Prägerad eine
feste Zeichengröße und nur
einen kleinen, begrenzten Zeichenvorrat.
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Aus
den aufgelisteten Druckverfahren zum Bedrucken von Runddräten ist
erkennbar, daß übliche bekannte
Drucktechniken mit ihrer Komfortabilität des Druckes auf Grund der
Rundheit der Oberfläche
der Drähte
nicht zum Einsatz kommen können, da
für deren
Anwendung ebene Druckflächen
vorausgesetzt werden.
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Das
der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht daher
darin, die eingangs genannte Druckeinrichtung so auszubilden, daß sie unter
Vermeidung aufwendiger Konstruktionen und Handhabungen isolierte
runde Drähte
an vorgegebener Stelle mit beliebigen Kennzeichnungen bedrucken
kann.
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Gelöst wird
dieses Problem erfindungsgemäß mit der
Druckeinrichtung nach dem Patentanspruch 1.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die Kennzeichnungen zunächst auf
einen eben gehaltenen Zwischenträger
gedruckt und dann aufgrund von dessen Flexibilität während des Umdruckvorgangs problemlos
auf die gerundeten Mantelflächen
der Drähte übertragen
werden können.
Vorteilhaft ist ferner, daß zur
Herstellung der Zwischenträger
auf dem Markt befindliche Thermodrucker dienen können, die in der Regel mit
einer handelsüblichen Schnittstelle
versehen sind, die zum Anschluß an
einen mit einer Tastatur steuerbaren Rechner dient. Die Infomationen
für die
zu druckenden Kennzeichnungen können
daher auf einfache Weise mit einem eine Tastatur aufweisenden Datenverarbeitungsgerät wie z.
B. einem Laptop an den Drucker übertragen werden.
Dadurch kann die erfindungsgemäße Druckeinrichtung
als vergleichsweise kleines, transportables Gerät ausgebildet werden, das Drähte mit
verschiedenen Druckmessern bedrucken kann und einfach bedienbar
ist.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
an bevorzugten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
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1 in
einer schematischen, perspektivischen Ansicht das Grundprinzip der
Erfindung;
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2 in
einem schematischen Längsschnitt eine
erfindungsgemäße Druckeinrichtung;
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3 in
einer schematischen Vorderansicht ein zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen, zwei
nebeneinander liegende Druckeinheiten aufweisende Druckeinrichtung
und
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4 in
einer der 2 entsprechenden Ansicht ein
zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Druckeinrichtung.
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In 1 ist
das Prinzip der Erfindung des Umdruckens auf Runddrähte dargestellt.
Es sind eine Umdruckeinrichtung mit Formteilhälften 4) und 5),
ein Draht 16) und die diesen umschließenden Konturen von in der
oberen Formteilhälfte 4)
und der unteren Formteilhälfte 5)
ausgebildeten Rillen 3) dargestellt. Die annähernd halbkreisförmigen Rillen 3) verlaufen
in gleicher Richtung wie der in sie eingelegte, zu bedruckende Draht.
Es sind mehrere Rillen 3) mit unterschiedlich großem Querschnitt
nebeneinander und vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Ein
zu bedruckender Draht wird in einer größenmäßig angepaßten Rille in der unteren Formteilhälfte 4)
gehalten. Zwischen den beiden Formteilhälften 4 und 5 wird
oberhalb des Drahtes 16) ein bereits bedruckter Zwischenträger, vorzugsweise
in Form eines Retransferbands 7) geführt, von dem eine Kennzeichnung 23)
auf den Draht 16) übertragen
wird, wenn die obere Formteilhälfte 4)
nach unten bewegt und der Draht 16) von den Rillen 3 umschlossen
wird. In der oberen Formteilhälfte 5)
ist eine Bohrung 12) vorgesehen, in die ein Heizsystem
eingefügt
wird.
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Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den 2 und 3 dargestellt
und werden im folgeden näher
beschrieben.
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2 zeigt
in einer Ansicht ein Druckmodul mit einem Thermodruckkopf 1)
und einer Druckwalze 2). Die Druckwalze 2) ist
auf einer Schwinge 18) befestigt und um ein Lager 15)
drehbar angeordnet. Mit einer Klinke 17) ist die Schwinge 18) über einen
federnden Andruck vorgespannt und somit die Druckwalze 2)
an den Thermodruckkopf 1) angedrückt. Ein Thermotransfer- bzw.
Farbband 24) wird von einer Abwickelrolle 6) zwischen
der Druckwalze 2) und dem Thermodruckkopf 1) zu
einer Aufwickelrolle 8) geführt. Das Retransferband 7)
wird von einer Abwickelrolle 25) ebenfalls zwischen der
Druckwalze 2) und dem Thermodruckkopf 1) und dann
weiter über Führungen 10)
und 11) horizontal durch die Umdruckeinrichtung 1)
zwischen der oberen Formhälte 4)
und der unteren Formhälfte 5)
auf eine Aufwickelrolle 9) geführt. Beide Bänder, Thermotransferband
und Retransferband haben zwischen dem Thermodruckkopf 1)
und der Druckwalze 2) Kontakt, so dass in diesem Bereich
die Kennzeichnung auf das Retransferband 7) während des
Transportes beider Bänder
gedruckt wird. Der Transport des Retransferbandes 7) erfolgt
durch einen motorischen Antrieb 13) auf die Aufwickelspule 9).
Nachdem der Druck der Kennzeichnung auf das Retransferband 7) erfolgte,
wird das Retransferband 7) weiter bis in die korrekte Position
zwischen der oberen Formhälfte 4) und
der unteren Formhälfte 5)
transportiert. Mit dem Transport des Retransferbandes 7)
bzw. Zwischenträgers
wird gleichzeitig das Thermotransfer- bzw. Farbband 24)
transportiert und durch einen eigenen, hier nicht dargestellten
Antrieb auf die Aufwickelrolle 8) aufgewickelt.
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In
das Innere der Bohrung 12) der oberen Formhälfte 4)
ist eine Heizpatrone 26) (2) mit einem
Thermosensor eingebracht und wird durch eine elektrischen Versorgung
und Regelung erwärmt
und auf einer konstanten Arbeitstemperatur gehalten. In 1 und 2 ist
der zu bedruckende Draht 16) dargestellt. Dieser Draht 16)
befindet sich in der Umdruckeinrichtung und mit dem zu bedruckenden
Bereich zwischen der oberen Formhälfte 4) und unteren Formhälfte 5).
Die obere Formhälfte 4 wird
zum Zwecke des Umdruckens der Kennzeichnung von dem Retransferband 7)
auf den Draht 16) nach unten bewegt (hier mit einem Pfeil v dargestellt), wobei sich das
Retransferband 7) an die Innenkontur der betreffenden Rille 3)
anschmiegt und dadurch um die obere Hälfte der Mantelfläche des
Drahts 16) legt.
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In 3 ist
in einer weiteren Ansicht ein Ausführungsbeispiel mit zwei Druckeinheiten
dargestellt, die parallel zueinander angeordnet sind und dem parallel
verlaufendem Druck dienen. Jede der beiden Druckeinheiten kann mit
einem andersfarbigen Transferband bestückt sein, z. B. schwarz und
weiß, so
daß auf
unterschiedliche farbige Isolation durch Wahl der linken oder der
rechten Druckeinheit eine kontrastreiche Kennzeichnung aufgebracht
werden kann.
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In
der rechts dargestellten Druckeinheit befindet sich eine obere Formhälfte 4-1)
in der oberen Position. In dieser oberen Position, der Ruheposition, werden
der Druck und der Transport des Retransferbandes 7 ausgeführt. In
der links dargestellten Druck einheit befindet sich eine obere Formhälfte 4-2)
in der unteren Position. In dieser unteren Position erfolgt der
Umdruck der Kennzeichnung von dem Retransferband 7 auf
einen Draht 16-1) bis 16-3). In der 3 ist
außerdem
ein Hebel 19) erkennbar. Der Hebel 19) ist gemeinsam
mit einer Schlingfeder 22) um einen Lagerzapfen 21)
drehbar gelagert und wird manuell durch Betätigung an einer Stelle 20)
gegen den Federdruck der Schlingfeder 22) nach unten auf
die obere Formhälfte 4-2)
gedrückt.
Damit umschließt die
obere Formhälfte 4-2)
der links dargestellten Druckeinrichtung gemeinsam mit der unteren
Formhälfte 5)
den zu bedruckenden Draht 16-3). Beide Formhälften 4-2)
und 5) stehen in dieser Position eine gewisse Zeit unter
Druck gegen den Draht 16-3) und übertragen unter gleichzeitiger
Einwirkung der Wärme
der oberen Formhälfte 4-2)
die Kennzeichnung auf den Draht 16-3).
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Die
Formteilhälften 4)
und 5) haben, wie in 3 dargestellt,
mehrere parallel verlaufende Rillen mit verschiedenen Durchmessern
für unterschiedlich starke
Außendurchmesser
der Runddrähte.
In 3 ist eine Ausführungsform mit fünf Rillen
für fünf verschiedene
Drahtdurchmesser dargestellt. Der zu bedruckende Draht wird abhängig von
seinem Durchmesser in die entsprechende Rille der unteren Formhälfte eingelegt,
z. B. kleiner Drahtdurchmesser 16-1) und großer Drahtdurchmesser 16-2)
in der rechten Druckeinheit der 3.
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Das
beschriebene Druckverfahren ermöglicht
unter Anwendung des an sich bekannten Thermoretransferdrucks in
einfacher und vorteilhafter Weise das Bedrucken einzelner isolierter
Runddrähte mit
der kompletten Kennzeichnung in einem Druckvorgang. Die Kennzeichnung
wird mit einem Thermodruckkopf und einer Transferfolie zunächst auf
den Zwischenträger,
d. h. z. B. eine Retransferfolie gedruckt. Der Druck der Kennzeichnung
ist dabei so auf der Retransferfolie platziert, daß sich die
Kennzeichnung nach dem mittels des Thermodruckkopfs 1)
erfolgten Thermotransferdruck und nach dem Transport der Retransferfolie 7 in
die Umdruckeinrichtung oberhalb des zu bedruckenden Drahtes 16 befindet und
mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
in einem zweiten, sich unmittelbar anschließenden Umdruckvorgang auf den
Draht 16 übertragen
wird.
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Für den Übertrag
der Kennzeichnung von der Retransferfolie 7) auf die Drahtoberfläche wird die
Retransferfolie 7) formgerecht um bis zu 180 Grad um den
Draht 16) geführt.
Dafür ist
die Umdruckeinrichtung, bestehend aus zwei Teilen, der oberen und
der unteren Formteilhälfte 4)
bzw. 5), vorgesehen. Die untere Formteilhälfte 5 stützt den
Draht 16) während
des Umdruckes, die obere Formteilhälfte 4 fügt die bedruckte
Retransferfolie 7 formgerecht an die Drahtoberfläche und überträgt mittels
Druck und Wärme
die gedruckte Kennzeichnung von der Retransferfolie 7 auf
die Drahtoberfläche.
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Die
obere Formhälfte 4)
umschließt
mit bis zu 180° die
Drahtoberfläche
und bedruckt somit die obere zylinderförmige Fläche der Drahtkontur. In der oberen
Formhälfte 4 ist
ein Heizsystem eingebracht, das mittels einer elektronischen Regelung
eine für den
Umdruck geeignete Temperatur erzeugt. Die obere Formhälfte wird
konstant auf der Arbeitstemperatur gehalten und erwärmt beim
Zusammenfügen beider
Formhälften 4, 5 die
bedruckte Retransferfolie 7 und die Oberfläche der
Isolation des Drahtes 16. Dabei wir der Vorteil genutzt,
daß die üblichen
Retransferbänder 7)
ansreichend flexibel sind und sich – geführt durch die oberen Rillenhälften 3)
der oberen Formteilhälfte 4) – bei deren
unter leichtem Druck erfolgenden Absenken auf den Draht 16)
an dessen Umfangsfläche
anschmiegen. Die Erfindung ermöglicht
somit einerseits das Bedrucken der Retransferfolie 7) längs einer
im wesentlichen ebenen Fläche mittels
des Thermodruckkopfs 1) und andererseits eine Übertragung
der aufgedruckten Kennzeichnungen auf die gerundete Drahtoberfläche mit
Hilfe der die Rillen 3) aufweisenden oberen Formhälften 4).
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Für das Bedrucken
von Drähten 16-1 bis 16-3 verschiedener
Durchmesser besitzen die Formteilhälften mehrere nebeneinander
geführte
halbkreisförmige
Rillen 3, in die der Draht 16 mit dem entsprechenden
Durchmesser zum Bedrucken eingelegt ist. Die obere Formhälfte 4 wird
zum Einlegen des zu bedruckenden Drahtes 16 nach oben weggefahren
und gibt damit den Raum zum Einlegen des Drahtes 16 frei
(4). In diesem freien Raum wird das Retransferband 7 während des
Druckens in Längsrichtung
des Drahtes 16 geführt,
insbesondere z. B. mit Hilfe der Führungsrollen 10) und 11),
und befindet sich nach Druckende unmittelbar oberhalb des Drahtes 16 und
im vorgesehenen Druckbereich des Drahtes 16. Das Retransferband 7 befindet
sich auf der Rolle 25) und wird von dieser abgespult und gleichzeitig
auf die Aufwickelspule 9) aufgewickelt. Der Antrieb erfolgt
mit dem motorischen Antrieb 13) auf die Aufwickelspule 9).
Der Druck der Kennzeichnung 23 kann während des Transportes der Retransferfolie 7)
durch den Thermodruckkopf 1) gegen die Druckwalze 2)
erfolgen.
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Bei
einer besonders bevorzugten und bisher für am besten gehaltenen Ausführungsform 4) der
Erfindung ist die untere Formhälfte 5)
auf einem längsverschiebbaren
Schlitten 27 montiert, der längs einer in 1 vorzugsweise
parallel zum Draht 16) verlaufenden Schlitten-Führungsschiene 28 manuell oder
automatisch hin- und herfahrbar ist. Dadurch ist es möglich, die
Formhälfte 5)
mit dem Schlitten 27 zunächst aus der Umdruckeinrichtung
nach 1 herauszufahren, bis sie außerhalb der Einrichtung in einer
Stellung 29 angeordnet ist. In dieser Stellung 29 ist
die untere Formhälfte 5 auf
dem Schlitten 27 frei zugänglich, so daß der zu
bedruckende Draht 16 einfach in die für ihn vorgesehene Rille 3 eingelegt
werden kann. Der Draht 16 wird mit einer nicht dargestellten
Einrichtung auf der unteren Formteilhälfte 5 befestigt,
worauf der Schlitten 27 wieder in die aus 2 ersichtliche
und in 4 mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichnete
Umdruckstellung in die Umdruckvorrichtung eingefahren wird, um den Druckvorgang
durchzuführen.
Danach wird die Formteilhälfte 5)
erneut herausgefahren, der bedruckte Draht entfernt und ein neuer
Draht eingelegt. Um einen sicheren Halt der Drähte in den Rillen 3)
der unteren Formhälfte 5)
zu gewährleisten,
wird diese vorzugsweise mit Mitteln wie Klammern, Haken, Bändern od.
dgl. zur Festlegung der Drähte 16)
versehen. Derartige Mittel könnten
auch die Rillen in der unteren Formhälfte 5) ganz oder
teilweise ersetzen.
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Während der
Bewegungen des Schlittens 27 befindet sich die obere Formteilhälfte 4 jeweils
in der oberen Position. In dem Ausführungsbeispiel mit (zwei oder
mehr) Druckeinrichtungen gemäß 3 sind
entsprechend (zwei oder mehr) Schlitten 27 und entsprechend
viele, vorzugsweise parallel zueinander angeordnete Führungsschienen 28 vorgesehen. Das
ist in 3 für
die rechte Druckeinrichtung dargestellt.
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Alternativ
könnten
die unteren Formteilhälften 5 auch
selbst als Schlitten ausgebildet und auf der Führungsschiene 28 verschiebbar
gelagert sein.
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Die
die Farb- und Retransferbänder 24)
und 7) antreibenden Motoren sind vorzugsweise derart in einen
elektrischen Schaltkreis geschaltet, daß bei Betätigung eines Tastschalters
od. dgl. die beiden Bänder
um so viel weiter transportiert werden, wie es für den nachfolgenden Umdruck
bzw. die Anordnung des mit den Kennzeichnungen versehenen Teils
des Retransferbandes 7) in der Umdruckeinrichtung erforderlich
ist.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die
auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Dies gilt z. B. für die Zahl
der Rillen 3) in den Formteilhälften 4) und 5), da
im Prinzip jeweils eine Rille 3) ausreichen würde, um
Drähte 16 mit
einem vorgewählten
Durchmesser zu kennzeichnen. Dabei können anstatt Runddrähten auch
Drähte
mit anderen, z. B. ovalen, Querschnitten bedruckt werden. Aus diesem
Grund kann es ferner zweckmäßig sein,
die Konturen der Rillen 3 an die jeweilige Querschnittsform
der Drähte 16 anzupassen. Aber
auch bei Anwendung von kreisrunden Drähten ist es vorteilhaft, zumindest
die Konturen der Rillen 3 in der oberen Formteilhälfte 4 nicht
rund, sondern zur Seite hin abgeflacht (z. B. oval) auszubilden.
Hierdurch werden für
die in der Regel aus PVC oder Gummi bestehende Isolierung der Drähte 16 seitliche Räume geschaffen,
die die unter der Drucktemperatur einsetzende, seitlich Materialwanderung
des Isoliermaterials ermöglichen.
Weiter ist klar, daß in 3 auch
mehr als zwei Druckeinheiten angeordnet werden können, falls dies erwünscht oder
erforderlich ist. Weiter können
zusätzliche
Maßnahmen zur
weitgehenden Automatisierung der Druckvorgänge einschließlich des
Einlegen bzw. Wechseln der Drähte
sowie des Verschiebens des Schlittens 27 vorgesehen werden.
Möglich
wäre ferner,
die erste Formhälfte 5)
oben und die zweite Formhälfte 4)
unten oder beide Formteilhälften 4, 5)
in 1 nebeneinander anzuordnen. Schließlich versteht
sich, daß die
verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und
dargestellten Kombinationen angewendet werden können.