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Die Erfindung betrifft ein Stahlbauteil gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Beschriftung gemäß den Merkmalen im Anspruch 7.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass Stahlbauteile zu Kennzeichnungs- oder Nachweiszwecken beschriftet sind.
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Die Beschriftung kann aus Buchstaben und Zahlen, beispielsweise jedoch auch Bildern, ausgebildet sein. Die Beschriftung gibt Aufschluss über den Hersteller und/oder die Produktbezeichnung und/oder Gefahren- oder Belastungshinweise des Bauteils, ferner über die Produktion, den Produktionszeitraum oder auch das Herstellungsjahr.
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Bei metallischen Bauteilen soll die Beschriftung möglichst unverlierbar mit dem Bauteil selbst gekoppelt sein. Insofern sind Beschriftungen, die durch Lackauftragungsverfahren oder auch durch Aufkleber aufgebracht sind, hier meist unzweckmäßig, da eine Haftung an der metallischen Oberfläche mitunter nicht über einen längeren Zeitraum gewährleistet sein kann. Farbauftragungen sind insbesondere bei Auftreten von abrasivem Verschleiß ebenfalls nicht dauerhaft auf dem metallischen Bauteil aufgebracht.
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Metallische Bauteile werden daher oftmals beispielsweise durch Gravieren beschriftet. Hierbei wird die Oberfläche des metallischen Bauteils abrasiv abgetragen. Auch ist es bekannt, Laserbeschriftungen vorzunehmen. Hierzu wird mit Hilfe eines Lasers die Oberfläche bearbeitet, indem entweder die Oberfläche in ihrer Eigenschaft verändert wird, so dass sich ein optischer Unterschied zur nicht behandelten Oberfläche ergibt und/oder ein Teil der Oberfläche wird abgetragen.
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Wird ein metallisches Bauteil jedoch durch einen Schmiedeprozess hergestellt, so sind vorgenannte Kennzeichnungsverfahren mitunter unzweckmäßig aufgrund der veränderten Oberflächeneigenschaft und/oder harten Oberflächeneigenschaft.
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Aus der
DE 296 03 808 U1 ist die Herstellung einer Beschriftung in einem Gesenkschmiedeprozess bekannt.
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Alternativ ist es bekannt, dass das Beschriften als separater Fertigungsprozess durch Stempeln im kalten oder warmen Zustand durchgeführt wird.
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Nachteilig dabei ist, dass unterschiedliche Ausführungsformen der Bauteile und/oder unterschiedliche Beschriftungen Mehraufwand in der Produktion mit sich bringen und somit logistische Zusatzaufwände darstellen, mit denen die Flexibilität des Beschriftungsprozesses eingeschränkt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit aufzuzeigen, bei Stahlbauteilen eine Beschriftung herzustellen, die individuell und flexibel an sowohl das Stahlbauteil jedoch auch die Art der Beschriftung anpassbar ist.
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Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Stahlbauteil mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.
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Ein verfahrenstechnischer Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen im Patentanspruch 7 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Das Stahlbauteil ist insbesondere hergestellt durch Schmieden, bevorzugt aus einer Stahllegierung. Das Stahlbauteil kann ferner einer Wärmebehandlung oder einem Vergütungsprozess unterzogen sein. Das Stahlbauteil weist eine Beschriftung auf. Erfindungsgemäß ist die Beschriftung durch ein additives Auftragungsverfahren mit einem Zusatzwerkstoff, insbesondere Schweißzusatzwerkstoff auf eine Oberfläche des Stahlbauteils aufgebracht und stoffschlüssig mit dem Stahlbauteil bzw. der Oberfläche gekoppelt.
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Es handelt sich somit um eine additiv gefertigte Bauteilbeschriftung eines insbesondere zuvor durch Schmieden hergestellten metallischen Bauteils. Dies bringt den erfindungsgemäßen Vorteil, dass variabel sowohl in Schriftform und Schriftgröße eine Beschriftung auf die Oberfläche des Stahlbauteils aufgetragen werden kann. Für unterschiedliche Bauteile und/oder unterschiedliche Beschriftungen ist ein solcher Auftragungsprozess flexibel einsetzbar.
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Das Stahlbauteil ist, wie bereits zuvor erwähnt, insbesondere ein Schmiedebauteil. Besonders bevorzugt ist das Stahlbauteil ein Bauteil in der Hebe-, Zug- oder Zurrtechnik bzw. Kettentechnik oder auch Fördertechnik genannt. Es handelt sich somit in den letzteren Fällen besonders bevorzugt um ein Kettenglied, ein Koppelglied, ein Verbindungsglied, jedoch auch beispielsweise um einen Kettenkratzer, ein Kettenschloss oder ein sonstiges Stahlbauteil in den vorgenannten Anwendungsgebieten.
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Es wird eine dreidimensional über die Oberfläche des Stahlbauteils überstehende Beschriftung hergestellt. Das Bauteil kann nach Herstellen der Beschriftung einem weiteren Behandlungsverfahren, beispielsweise einem Lackierprozess unterzogen werden oder auch verzinkt werden. Die Beschriftung ist somit irreversibel, stoffschlüssig mit dem Bauteil gekoppelt.
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Vorteilig hat sich im Rahmen der Erfindung herausgestellt, dass während des Schmiedeprozesses eine Beschriftungsfläche an dem Schmiedebauteil hergestellt wird. Diese Beschriftungsfläche zeichnet sich dadurch aus, dass sie eben ist und/oder gegenüber einer der Beschriftungsfläche benachbarten Oberfläche des Bauteils zurückversetzt ausgebildet ist. Auch kann die Beschriftungsfläche an einem Stahlbauteil spanabhebend, beispielsweise durch einen Fräsprozess, hergestellt werden.
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Bei dem Stahlbauteil selbst handelt es sich dabei bevorzugt um ein Bauteil, welches in der Kettentechnik eingesetzt wird. Es kann sich um ein Bauteil, welches insbesondere in der Hebe-, Zug- oder Zurrtechnik oder auch in der Fördertechnik eingesetzt wird, handeln. Beispielsweise können Haken, Ösen, Anschlagpunkte, Kettenglieder, Kettenschlösser, Aufhängeglieder und sonstige durch Schmieden hergestellte Stahlbauteile erfindungsgemäß beschriftet sein.
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Bei der Beschriftung handelt es sich um Buchstaben und/oder Zahlen. Es können jedoch auch einfache grafische Bilder als erfindungsgemäße Beschriftung hergestellt sein.
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Die einzelnen Zeichen der Beschriftung sind entweder jeweils kontinuierlich mit einem durchgehenden Auftragungsverfahren auf die Oberfläche aufbracht. Die einzelnen Zeichen können jedoch auch diskontinuierlich mit einem jeweils punktförmigen oder unterbrochenen strichförmigen Auftragungsverfahren aufgebracht sein.
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Weiterer Bestandteil der Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung einer Beschriftung auf einem Stahlbauteil, insbesondere nach den vorliegend beschriebenen Merkmalen. Das Stahlbauteil wird insbesondere zunächst durch schmiedetechnische Bearbeitung eines metallischen Rohlings hergestellt. Mit einem Auftragsverfahren wird eine metallische Beschriftung durch einen Zusatzwerkstoff stoffschlüssig auf die Oberfläche des Schmiedebauteils aufgebracht.
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Das Stahlbauteil kann bevorzugt während oder nach dem Schmiedeprozess noch vergütet sein oder einer sonstigen Wärmebehandlung unterzogen werden.
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Das Stahlbauteil kann ferner nach Aufbringen der Beschriftung weiterverarbeitet werden, beispielsweise in einem Lackierprozess oder auch durch einen Pulverbeschichtungsprozess.
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Es hat sich als erfindungsgemäß besonders vorteilig herausgesellt, wenn das Auftragungsverfahren als Laserverfahren durchgeführt wird. Hierbei kommt insbesondere das Laser/Pulver/Auftragsschweißen oder das Laser/Draht/Auftragsschweißen zum Einsatz. Das Auftragsverfahren kann jedoch auch als Cold Metal Transferschweißen durchgeführt werden. Die Beschriftung selbst ist somit auch aus metallischem Werkstoff ausgebildet.
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Es hat sich als vorteilig herausgestellt, wenn das Auftragen der Beschriftung unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird. Hierbei ist eine höhere Präzision und Genauigkeit der mittels Auftragungsverfahren aufgebrachten Zeichen zu erreichen. Beispielsweise kann Argon als Schutzgas verwendet werden. Auch kann beispielsweise ein Aktivgas (ArCo2) verwendet werden.
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Erfindungsgemäß kann je nach Art und Anforderung der Beschriftung sowie auch der Beschriftungsgröße ein jedes Zeichen mit dem Beschriftungsverfahren kontinuierlich linienartig hergestellt werden. Auch ist eine diskontinuierliche Herstellung punktartig vorstellbar.
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Bei einem punktartigen Herstellungsverfahren können die einzelnen Schweißpunkte separat ausgebildet sein. Auch ist es möglich, die Schweißpunkte derart auszubilden, dass die Schweißtropfen bzw. Schweißperlen in einem flüssigen Zustand zumindest teilweise ineinander verlaufen.
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Das gesamte Verfahren kann insbesondere mittels eines Schweißroboters durchgeführt werden. Hier kann beispielsweise das Bauteil auf einen Werktisch aufgelegt werden und dann eine entsprechende Schweißdüse bzw. ein Schweißkopf an einem Roboterarm geführt sein.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erreicht somit insbesondere zwei Vorteile. Es kann bei Wechsel des Bauteils und/oder Wechsel der Beschriftung eine einfache Programmierung des Roboterarms vorgenommen werden. Es muss kein neues Werkzeug in einem Schmiedeprozess oder in einem Stempelprozess bereitgestellt werden. Auf Änderungen in der Beschriftung kann somit einfach in der Produktion reagiert werden. Eine fortlaufende Nummerierung mit individualisierter Beschriftung ist einfach umsetzbar. Insbesondere kann dies automatisiert in einem Produktionsprozess stattfinden. Es muss kein Austausch eines manuellen Werkzeuges oder ähnliches geschehen.
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Besonders bevorzugt wird eine Höhe der Buchstaben von 3 mm bis 20 mm, bevorzugt 4 mm bis 15 mm und besonders bevorzugt 5 mm bis 10 mm erreicht. Die Dicke der Beschriftung, d. h. die Dicke, mit der die Beschriftung gegenüber einem Untergrund überstehend ist, ist bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm, insbesondere 0,7 mm bis 1,5 mm und besonders bevorzugt 0,9 mm bis 1,2 mm ausgebildet.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass unter Umständen die Beschriftung in ihrer Breite und/oder Höhe ebenfalls verändert werden kann. Beispielsweise kann der Beschriftungsvorgang auch dergestalt durchgeführt werden, dass zweimal parallel nebeneinander eine Beschriftung für eine größere Breite der einzelnen Zeichen aufgebracht wird. Auch kann die Beschriftung zweimal übereinander erfolgen, dass bezogen von der Bauteiloberfläche eine größere Dicke der Beschriftung erzeugt wird. Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
- 1a bis c ein Aufhängeglied mit angepresster Abflachung und darauf angebrachter Beschriftung,
- 2a bis c ein geschmiedetes Aufhängeglied mit an die Kontur angepasster Beschriftung,
- 3a bis c ein Aufhängeglied ohne Abflachung mit einer um 45 Grad nach innen verlagert aufgebrachten Beschriftung und
- 4a bis c verschiedene Schriftarten.
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1a und b zeigen ein Stahlbauteil 1 in Form eines Aufhängegliedes. An einem Schenkel 2 ist eine Beschriftungsfläche 3 vorgesehen. Die Beschriftungsfläche 3 ist eben bzw. flach und gegenüber einer Oberfläche 4 des Stahlbauteils 1 zurückversetzt ausgebildet. Auf der Beschriftungsfläche 3 ist eine Beschriftung 5 in Form von Buchstaben und Zahlen mit dem additiven Beschriftungsverfahren aufgebracht. Die Beschriftung 5 steht gegenüber einer Oberfläche 6 der Beschriftungsfläche 3 mit einer Dicke D über. Die Dicke D beträgt bevorzugt zwischen 0,5 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0,7 mm und 1,5 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,9 mm und 1,2 mm. In 4 ist ferner eine Höhe H eingezeichnet, welche die Beschriftung hat. Die Höhe H beträgt bevorzugt zwischen 3 mm und 20 mm, insbesondere 4 mm bis 15 mm und ganz besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 10 mm.
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1c zeigt eine Querschnittsansicht gemäß 1a. Zu erkennen ist, dass die Beschriftung 5 gegenüber einer Oberfläche 6 der Beschriftungsfläche 3 übersteht. Die Beschriftungsfläche 3 selbst ist gegenüber einer Oberfläche 4 zurückversetzt.
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2a und b zeigen ein weiteres Stahlbauteil 1, also Schmiedebauteil in Form eines geschmiedeten Aufhängegliedes. Hier ist ebenfalls in einem Schenkel 2 des Schmiedebauteils 1 eine Beschriftung 5 aufgebracht. Die Beschriftung 5 ist ebenfalls hier in Form von Buchstaben und Zahlen bzw. einer Kombination dessen hergestellt. Die Beschriftung 5 steht gegenüber einer Oberfläche 4 des Stahlbauteils 1 über. Es ist jedoch keine separate Beschriftungsfläche vorgesehen. Vielmehr ist die Beschriftung 5 an die Kontur der Oberfläche 4 des Schmiedebauteils 1 angepasst und steht gegenüber dieser mit der Dicke D über.
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3a und b zeigen ein weiteres Stahlbauteil 1. Hier ist ebenfalls keine separate Beschriftungsfläche vorgesehen. Die Beschriftung 5 selbst ist auch wieder in Form von Buchstaben bzw. Zahlen hergestellt und auch hier auf einen Schenkel 2 aufgebracht. Jedoch ist die Beschriftung 5 um ca. 45 Grad nach innen verlagert. Dies stellt einen weiteren wesentlichen Vorteil dar. Die Beschriftung 5 kann frei an dem Bauteil positioniert werden. Würde die Beschriftung 5 durch Stempeln bzw. Schmieden hergestellt werden, so müsste die Beschriftung 5 im Wesentlichen orthogonal zur Bewegungsrichtung eines entsprechenden Gesenks angeordnet sein. Durch das additive Auftragungsverfahren ist jedoch eine freie Positionierung auf dem Bauteil möglich.
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3c zeigt eine Querschnittsansicht gemäß Schnittlinie A-A aus 3a. Gut zu erkennen ist, dass zum einen die Beschriftung 5 nach innen (auf die Bildebene bezogen, links) verlagert ist, zum anderen jedoch auch der im Querschnitt abgerundeten Kontur der Oberfläche 4 des Stahlbauteils 1 angepasst ist. Gegenüber der Oberfläche 4 des Schmiedebauteils 1 steht die Beschriftung ab bzw. über.
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4a bis c zeigen voneinander verschiedene Möglichkeiten zur Herstellung der Beschriftung. In 4a ist jedes Zeichen der Beschriftung selbst durchgängig hergestellt. Jeder Buchstabe ist kontinuierlich durchgezogen mit einer Schweißnaht hergestellt. Gemäß der Ausführungsform von 4b sind einzelne Schweißpunkte gesetzt. Gemäß 4c gehen die einzeln gesetzten Schweißpunkte jedoch teilweise ineinander über. Dies sorgt für eine bessere Lesbarkeit.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Stahlbauteil
- 2 -
- Schenkel
- 3 -
- Beschriftungsfläche
- 4 -
- Oberfläche
- 5 -
- Beschriftung
- 6 -
- Oberfläche
- D -
- Dicke
- H
- - Höhe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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