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'iEHRSTELLIGE MARKItREINRICdTUNG
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MIT EINSTELLBAREN ZEICHENTRAEGERN Die Erfindung betrifft eine mehrstellige
Iarkiereinrichtung mit einstellbaren Zeichenträgern, gemäss dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Iarkiereinrichtungen dieser Art dienen dazu, Einzelteile mit Zeichenkombinationen,
in der Regel mit mehrstelligen Buchstaben- oder Zahlenkombinationen zu versehen,
beispielsweise in Form einer Prägung oder eines Druckes. Die Art der Markierung
hängt von dem jeweiligen Verwendungszweck ab und spielt im Rahmen der vorliegenden
Erfindung eine untergeordnete Rolle. Die verwendeten Zeichenkombinationen bezeichnen
einander zugeordnete Bauteile oder Baugruppen an Vorrichtungen, Instrumenten oder
Geräten. Alle Bestandteile einer solchen Bauteilegruppe werden in der Regel mit
der gleichen Zeichenkombination oder mit gleichen Zeichengruppen aus der Zeichenkombination
bezeichnet, damit ihre Zugehörigkeit zur Gruppe leicht erkennbar ist. Im normalen
Fabrikationszyklus erfolgt die Bezeichnung der Bauteilegruppen fortlaufend, das
eist, die larkiereinrichtung , z.B. in Form eines Druck-oder Prägewerkes, wird nach
Markierung einer Gruppe in der Regel selbsttätig auf die nächstfolgende Zeichenkombination
weitergeschaltet. Die Weiterschaltung kann aber auch gesteuert oder durch äußeren
Eingriff erfolgen.
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Beispielsweise werden derartige ilarkiereinrichtungen zur Kennzeichnung
von Schliessvorrichtungen bzw. von Schliesssystemen verwendet, z.B. von Sicherheits-Schli2ssz-ylindern
und zugehörisen Schlüsseln, die jeweils mit der gleichen Zeichenkombination bzw.
mit gleichen Zeichengruppen einer solchen Zeichenkombination versehen sind.
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ür derartige Markieraufgaben sind beispielsweise sogenannte Numerier-Prägewerke
in Gebrauch, bei welchen als Pragewerkzeug für jede Zeichenstelle ein als Prägerad
bezeichneter Zeichenträger vorgesehen ist. Auf der Peripherie eines solchen Zeichenträgers
sind die zu prägenden Zeiten in Form von Matrizen in gleichem Winkelabstand angebracht.
Als Alternative sind auch andere, ähnliche Bauausführungen, z.3.
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in Form von Kettenrädern bekannt, auf denen die Zeicenpatrizen in
gleichen Abständen angeordnet sind.
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Für mehrstellige Markierungen sind mehrere solcher Zeichenträger nebeneinander
angeordnet. 3ei Markierungsvorgängen mit fortlaufenden Numerierungen, wie dies in
der Serienfabrekation verlangt wird, erfolgt das Verstellen der Zeichenräder nach
dem System eines sogenannten Ueberlaufzählwerks.
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Dabei wird der Zeichenträger für die niedrigste Zahlenstelle nach
jedem Markiervorgang für ein Bauteil oder für ein Bauteilesystem mit Hilfe einer
Stellvorrichtung, z.B. einen Magnet, jeweils un eine Stelle weitergedreht, und zwar
schrittweise von "O" bis "9". Nach dem auf "9" folgenden ilarkiervorgang wird dieser
Zeichenträger wieder auf "O" geschaltet. Gleichzeitig wird der Zeichenträger für
die nächsthöhere Stelle durch eine Ueberlaufkupplung um eine Stelle weitergedreht.
In entsprechender Weise wird der Zeichenträger für die drittkleinste Stelle jedesmal
um eine Stelle weitergeschaltet, wenn derjenige für die zweitkleinste Stelle von
"9" auf "0" schaltet. Bei einer Verstellung der Tausendergruppe um eine Stelle muss
beispielsweise der Zeichenträger für die Einer-Stelle 1300 mal gedreht erden,
derjenige
für die Zehner-Stelle 100 mal und derjenige für die Hunderter-Stelle 10 mal. ei
Verstellung un mehrere Tausender oder bei Zahlenkombinationen mit eren Stellenzahlen
sind entsprechend mehr Drehungen notwendig.
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Es kommt nun häufig vor, dass nachträglich, oft nach Jahren, wenn
also Hundertausende von fortlaufenden Nummern geprägt worden sind, eine einzelne
bestirante frühere Zeichenkombination nachgeprägt werden muss, wenn ein zusätzliches
zu einem System gehörendes Teil nachgeliefert werden soll. Das Wiedereinstellen
der Zeichenträger auf eine solche frühere Zeichenkombination, wozu in der Regel
ein Vorwartsdrehen des Markierwerkes nach dem oben beschriebenen System, bis über
seine vollständige Nullstellung hinaus erforderlich ist, gestaltet sich ausserst
unwirtschaftlich. Zum einen ist dieser Vorgang sehr zeitraubend, da auch bei einer
eventuellen Einschaltung eines Schnellganges infolge der Trägheit der mechanischen
Teile keine beliebig rasche Verstellung erfolgt, zum anderen unterliegt der gesamte
Verstellmechanismus dabei einem beträchtlichen Verschleiss.
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In Erkenntnis dieser Schwierigkeiten wurde ein r.1otorgetriebener
Verstellmechanismus vorgeschlagen, bei welchem jeder Zeichenträger, also jede Zeichenstelle
einzeln von einem lotor einstellbar ist. Für rnehrstelli-;e larkiervorrichtungen
.mit einer relativ grossen Stellenzahl, z.3. mit 3 Stellen, bedeutet diese Massnahme
einen erheblichen Bauaufwand, der wegen der beschräkten Platzverhältnisse, insbesondere
für die Antriebselemente zwischen den Zeichenträgern, zu erheblichen technischen
Schwierigkeiten führt. Die im Hinblick auf dieses Problem vorgeschlagene Lösung
nat einen unverhältnismässig grossen technischen Aufwand zur Folge, welcher solche
r3arkierwerke unwirtschaftlich und störanfällig werden lässt.
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Es sind z-fzar für die erwähnten Einzelnumerierungen auch Laser-Gravier-Gerate
in Gebrauch. Diese lösen das beschriebeine Problem zwar in technischer Beziehung
einwandfrei.
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Nachteilig sind aber die hohen Kosten für die Herstellung und den
Unterhalt.
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Aufgabe der erfindung ist es, eine verbesserte bzw. vereinfacnta Markiervorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher jede beliebige Zeicnengruppe,
beispielsweise Buchstabengruppen oder mehrstellige Zahlenkojnbinationen, in einfacher,
zeitsparender und verschleissarmer Weise jederzeit beliebig einstellbar ist, deren
nerstellungs- und Unterhaltskosten aber wesentlich geringer sind als diejenigen
der erwähnten Laser-Gravier-Geräte.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
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Eine solche Anordnung bringt wesentliche Vorteile mit sich.
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Bei der erfindungsgemässen Einrichtung wird im Gegensatz zum früheren
Vorgehen jeder Zeichenträger einzeln verstellt und die Zahl der Typenträger gegenüber
der Stellenzahl der vorzunehmenden Markierung reduziert. Dadurch vereinfacht sich
der Bauaufwand erheblich, da die Antriebselemente für die Typenträger kompromisslos
in den Zwischenräumen, die zwischen den Typenträgern entstehen, angeordnet werden
können.
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Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Markiereinrichtung entscheidend
erhöht. Es lassen sich beliebige Zeichenkombinationen einfach und schnell einstellen.
Anschliessend kann die Seriennnumerierung fortgesetzt werden, indem jeder Zeichenträger
höchstens ein einziges Mal verstellt wird. Dadurch reduziert sich der Zeitbedarf
für solche Einstellungen sehr stark, und die Bauteile der Einrichtung unterliegen
einen weit geringeren Verschleiss. Das Ausführen von larkierungen ausserhalb der
fortlaufenden Serie, beispielsweise
zum Wiederholen einer früher gemachten Markierung, lässt sich somit wesentlich rationeller
ausführen. Ausserdem ist es durch einfache Steuerungsmassnahmen möglich, eine yerade
laufen Serienfabrikation zu unterbrechen, den erreichten Stand des Markierwerks
zu speichern und nach Ausführen der Spezialmarkierung wieder mit dem zuvor errichten
Zählerstand in der Serie weiterzuarbeiten.
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Im folgenden werden Einzelheiten der Erfindung anhand bevorzugter
Au5fLrung5beispiele mit Hilfe der Zeichnungen nadler beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Prägekopf mit vier Zeichenrädern, also für
eine vierstellige Markierungseinrichtung nach der rfindung, Fig. 2 den Prägekopf
der Figur 1, in Seitenansicht und Fig. 3 die schematische Darstellung einer zugehörigen
Steuerungseinrichtung Das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt eine
als Prägevorrichtung ausgebildete Markiereinrichtung. Es liegt jedoch im Rahmen
der offenbarten technischen Massnahmein, auch beliebige andere Markiereinrichtungen
nach gleichen oder ähnlichen Grundsätzen auszugestalten.
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Gemäss Fig. 1 enthält ein Prägekopf 2 vier Zeichenräder 4, 6, 8, 10,
die auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und auf ihrer Peripherie die zu
prägenden Zeichen, bzw.
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deren Matrizen tragen. Die Zeichenräder bezeichnen jeweils eine be3tim.nte
Zeichenstelle einer zu prägenden .mehrstelligen Zeichenkombination. Sie sind einzeln
direkt verstellbar,
also ohne irgendeine Ueberlaufkupplung von
einer Zeichenstelle zur nächsten. Zu diesem Zweck ist jeder Zeichenträger an einz
eigene, separat steuerbar Stellvorrichtung angeschlossen. Diese wird i,l folgenden
für das erste Zeichenrad 4 beschrieben. Die Stellvorrichtungen der andern Zeichen
räder sind im 3eispiel gleich ausgebildet.
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Zur Stellvorrichtung gehört ein Zahnrad 12, reiches auf der Achse
des Zaichzntrngers 4 angeordnet und an diesen angekupzelt, z.B. mit diesem fest
verbunden ist. Das Zahnrad 12 wird über einen Zahnriemen 14 von eine Antriebszahnrad
16 angetrieben. Dieses Antriebs zahnrad 16 ist an den Ausgang eines Schrittmotors
13 angesetzt, der an einer rahmenartigen vertikalen Seitenplatte 20 des Prägekopfes
2 befestigt ist.
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Die Schrittlänge des Schrittmotors sowie die Zahnräder 12 und 5 sind
so aufeinander abgestimmt, dass eine definierte Schrittzahl des Schritt:notors 13
das Zeichenrad 4 um eine vorgegebene Schrittlänge S von einem Zeichen auf das nächste
weiterschaltet.
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Durch den zugehörigen Schrittmotor 18 lässt sich jedes Zeichenrad
einzeln und unabhängig von den benachbarten Zeichenrädern einstellen. Die Koordination
auf die gewünschte Zeichenkombination wird mit Hilfe einer Steuereinrichtung 22
erreicht, welche im Beispiel an einen Computer 24 angeschlossen ist oder welche
selbst einen als Computer 24 bezeichneten einfachen Prozessrechner enthält. Der
Computer 24 kann aser auch Teil eines entfernt angeordneten Rechnersystems sein,
welches mit der Steuereinrichtung 22 auf bekante ;-eise in Verbindung steht.
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Durch diese Steuereinrichtung 22 wird vorzugsweise die gesamte Funktion
der Prägeeinrichtung gesteuert, also zusätzlich zur Einstellung der gewünschten
Zeichenkombination
beispielsweise die Position des Prägekopfes
2, der Prägedruck und die Anzahl der Prägungen einer gleichen Zeichengruppe nach
voreingestellten oder vorgegebenen Daten.
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So sind in der Steuereinrichtung 22 Zähl- und/oder Detektoreinrichtungen
vorgesehen, mit deren Milfe die Position der Zeichenräder z.B. durch Zählen der
Schrittmotorimpulse in Impulszählern 23 A - 23 D oder durch Positionsgeber 25 am
Zeichenrad selbst rfasst werden. Ferner kann eine Anzeigevorrichtung 32 an die Steuereinrichtung
22 angeschlossen sein, welche die augenblickliche Position der Zeichenräder anzeigt.
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Soll nun eine bestimmte Zeichenkombination eingestellt werden, so
kann diese mit Hilfe einer Tastatur 34 der Steuereinrichtung 22 eingegeben werden,
welche ihrerseits die Schrittmotoren 18 A bis 13 D betatigt, worauf jeder Schrittmotor
über sein Antriebszahnrad 16, den Zahnriemen 14 und das Zahnrad 12 den ihra zugeordneten
Zeichenträger 4 bzi. 6 bis 10 in die gewünschte Stellung dreht. Die tatsächlich
eingestellte Zeichenkombination kann mit hilfe einer an die Steuereinrichtung 22
angeschlossenen Anzeigevorrichtung 32 überprüft werden.
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Da ist ist es in zeitsparender und raterialschonender eise moglich,
zu jeder Zeit jede beliebige Zeichengruppe einzustellen. Durch entsprechende Programmierung
des Computers 24 können auch Beichenkombinationen zwischengespeichert werden, z.3.
4enn die Serienfabrikation unterbrochen werden muss, um eine andere, nicht in die
fortlaufende Seriennumerierung passende Zeichenkombination einzustellen.
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Auf besonders vorteilhafte leise wird mit Hilfe der Steuereinrichtung
22 die Steuerung einer an sich bekannten und daher nicht näher dargestellten Werkstückhalterung
gegenüber dm Prägekopf 2 bzw. umgekehrt erreicht. Die dazu erforderlichen
zusätzlich
steuerbaren Grössen sind in Figur 3 als i-Steurung 26, Y-Steuerung 28 und Z-teuerung
33 bezeichnet.
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Diese Steuerungen stellen die Eingänge an sich bekannter Koordinatensteuerungen
für einen Maschinentisch oder für den Werkzeugkopf entsprochender Werkzeugmaschinen
dar. Sie können aber auch als Steuereingänge für beliebige andere Steuerungen, z.3.
für pneumatische Steuerungen, dienen. Im einfachsten all kann auch nur eine einachsi-e
Steuerung vorgesehen sein.
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Durch geeignete Programmierung des Computers 24 oder durch Uebermittlung
geeigneter Daten von einer externen Catenquelle, z.3. von einem externen Computer,
wird die Steuereinrichtung 22 veranlasst, nach einem ersten Markiervorgang das Werkstück
um einen definierten Betrag gegenüber den Prägekopf zu verschieben, die Zeichenräder
zu verstellen und danach einen zweiten Markiervorgang auszulösen. Diese jehrfach
wiederholbare Massnahme erlaubt die Markierung des Werkstücks .mit einer Anzahl
Zeichenstellen, elche die aLJazitt das Prägekopfes u ein raenrfaches übersteigt.
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Im einfachsten Ausführungsbeispiel genügt die Verschiebung des Werkstücks
in nur einer Stouerungsachse, z.ß. in der X-Achse, so dass sich das Werkstück gegenüber
dem Prägekopf beispielsweise in der .Achse einer Zahlen- oder Beichenkolonne verschieben
lässt. Sofern keine Koordinatensteuerung vorhanden ist, kann die einachsige Steuerung
beispielsweise durch hydraulische Betätigungsmittel realisiert sein, welche mit
Endanschlägen zur Wegbegrenzung kombiniert sind.
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Die beschriebene vorteilhafte Massnahme gesta-ttet auf einfache Weise
die Einsparung von Zeichenrädern, die Auslegung mit einer robusten Verstelleinrichtung
zwischen den Typentragern und damit eine Kosten- und Aufwandreduktion für die an
sich kostenaufwendigen Prägeköpfe oder andere Markierwerke. Der Druct- oder Prägevorgang
kann beispielsweise in
einen ersten Schritt nur jede zweite Stelle
eines zu druckenden oder zu prägenden Zeichensatzes abbilden, anschliessend unter
Steuerung durch die Steuereinrichtung 22 das Werkstück bzw. den Druck- oder Prägekopf
um eine Zeichenstelle relativ zueinander verschieben, so dass in einen zweiten Druck-
oder Prägevorgang die vorher leer gebliebenen Stellen bezeichnet werden können,
nachdem die Zeichenräder bzw. der Druckkopf auf die entsprechenden Zeichenwerte
unter Steuerung der Steuereinrichtung 22 eingestellt wurden.
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Auf vorteilhafte Weise lassen sich auch bestehende Präge-Köpfe verwenden,
indem aus ihnen jedes zweite Zeichenrad entfernt und durch ein Zahnrad ersetzt wird,
das :ait einem Schrittmotor verbunden ist. Allerdings wird dadurch zunächst die
Zahl der prägbaren Stellen halbiert. sei ohnehin vorhandenen Koordinatensteuerungen
an Werkzeugmaschinen lässt sich jedoch die Zahl der Prägestellen durch einfache
Steuerungsmassnahmen auf die oben beschriebene Weise erhöhen, wobei Werktisch und
Werkzeug relativ um eine Zeichenstelle zueinwander verschoben werden.