DE102004049507B4

DE102004049507B4 - Marking device and method for adjusting an embossing head

Info

Publication number: DE102004049507B4
Application number: DE102004049507.6A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Daniel (FH) Nedele; Dr.-Ing. Ende Günther
Original assignee: BORRIES MARKIER-SYSTEME GmbH; Borries Markier Systeme GmbH
Current assignee: BORRIES MARKIER-SYSTEME GmbH; Borries Markier Systeme GmbH
Priority date: 2004-10-11
Filing date: 2004-10-11
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: DE102004049507A1

Abstract

Markiervorrichtung mit einem Prägekopf, der eine entlang einer Symmetrieachse des Prägekopfes und in Arbeitsrichtung des Prägekopfes hin und her bewegliche Prägespitze aufweist, und mit einer Stelleinrichtung zum Verstellen des Prägekopfes in einer zur Symmetrieachse des Prägekopfes senkrechten Verstellebene, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägekopf (2) an einem Prägekopfträger (40) befestigt ist, der um eine in einem Abstand von der Symmetrieachse des Prägekopfes und parallel dazu verlaufende erste Drehachse drehbar an einem Zwischenträger (36) gelagert ist, der um eine in einem Abstand von der ersten Drehachse und parallel dazu verlaufende zweite Drehachse drehbar an einer Basis (8, 32) gelagert ist.Marking device with an embossing head, which has an embossing tip movable back and forth along an axis of symmetry of the embossing head and in the working direction of the embossing head, and with an adjusting device for adjusting the embossing head in an adjustment plane perpendicular to the axis of symmetry of the embossing head, characterized in that the embossing head (2) is attached to an embossing head carrier (40) which is rotatably mounted on an intermediate carrier (36) which is rotatable about a first axis of rotation running at a distance from the axis of symmetry of the embossing head and parallel thereto second axis of rotation is rotatably mounted on a base (8, 32).

Description

Die Erfindung betrifft eine Markiervorrichtung mit einem Prägekopf, der eine entlang einer Achse des Prägekopfes hin und her bewegliche Prägespitze aufweist, und mit einer Stelleinrichtung zum Verstellen des Prägekopfes in einer zur Achse des Prägekopfes senkrechten Verstellebene, sowie ein Verfahren zum Verstellen eines solchen Prägekopfes beim Markieren von Werkstücken mit zweidimensionalen Codes oder Klarschrift.The invention relates to a marking device with an embossing head, which has an embossing tip that can be moved back and forth along an axis of the embossing head, and with an adjustment device for adjusting the embossing head in an adjustment plane perpendicular to the axis of the embossing head, and a method for adjusting such an embossing head during marking of workpieces with two-dimensional codes or plain text.

So eine Markiervorrichtung und das entsprechende Verfahren sind aus der DE 102 57 178 A1 bekannt. Als Stelleinrichtung dienen gekoppelte Schlitten mit Linearführungen und Zahnstangenantrieb, mit denen der Prägekopf in den X- und Y-Richtungen eines kartesischen Koordinatensystems verfahrbar ist, dessen Z-Richtung der Hubrichtung des Prägekopfes entspricht.Such a marking device and the corresponding method are from DE 102 57 178 A1 known. Coupled carriages with linear guides and a rack and pinion drive are used as the adjusting device, with which the embossing head can be moved in the X and Y directions of a Cartesian coordinate system, the Z direction of which corresponds to the lifting direction of the embossing head.

Solche X-Y-Linearführungen und die dazugehörigen Antriebe haben einen großen Platzbedarf in der Verstellebene und einen auskragenden Masseschwerpunkt. Da der Schlitten für die eine Richtung die gesamte Anordnung aus Linearführungen, Schlitten und Zahnstangenantrieb für die andere Richtung stabil tragen und bewegen muss, sind die zu bewegenden Massen groß, was die Verstellgeschwindigkeit begrenzt. Außerdem benötigt man aufwändig herzustellende Abdeckungen.Such X-Y linear guides and the associated drives require a large amount of space in the adjustment plane and a cantilevered center of mass. Since the slide for one direction has to carry and move the entire arrangement of linear guides, slide and rack and pinion drive for the other direction in a stable manner, the masses to be moved are large, which limits the adjustment speed. In addition, you need covers that are expensive to produce.

Aus der EP 0 371 896 A1 ist außerdem eine Markiervorrichtung bekannt, bei der der Prägekopf nach Art eines Pendels um einen gewissen Drehwinkel um eine Achse schwenkbar ist, die in einem relativ großen Abstand vom Prägekopfes senkrecht zur Arbeitsrichtung des Prägekopfes liegt. Da sich der Abstand des Prägekopfes von der zu bearbeitenden Fläche in Abhängigkeit vom Drehwinkel ändert, ist die Größe der markierbaren Fläche sehr beschränkt, das erzeugte Zeichenbild ungleichmäßig und die Bauhöhe der Markiervorrichtung unverhältnismäßig groß. Außerdem muss beim Verstellen des Prägekopfes ein großes Drehmoment überwunden werden.From the EP 0 371 896 A1 a marking device is also known in which the embossing head can be pivoted in the manner of a pendulum by a certain angle of rotation about an axis which is perpendicular to the working direction of the embossing head at a relatively large distance from the embossing head. Since the distance between the embossing head and the surface to be processed changes depending on the angle of rotation, the size of the surface that can be marked is very limited, the character image produced is uneven and the overall height of the marking device is disproportionately large. In addition, a large torque must be overcome when adjusting the embossing head.

Die DD 105 414 beschreibt eine Vorrichtung zum Anreißen von Profilstücken, bei der eine Reißnadel kontinuierlich um eine in einem Abstand von ihrer Achse und parallel dazu verlaufende Drehachse gedreht wird, wobei die Reißnadel im Zusammenwirken mit einer Werkstücksupportbewegung ein Profilband in Form einer Aneinanderreihung von Kreisbögen auf dem Profilstück erzeugt. Außerdem ist die Reißnadel um eine weitere in einem Abstand von ihrer Achse und parallel dazu verlaufende Drehachse schwenkbar, um den Radius der Kreisbögen fest einstellen zu können. Der Verlauf des Profilbandes mit fest eingestellter Breite wird allein durch die Werkstücksupportbewegung bestimmt. Hiermit lassen sich keine zweidimensionalen Codes auf den Werkstücken markieren.The DD 105 414 describes a device for scribing profile pieces, in which a scriber is rotated continuously about an axis of rotation running at a distance from its axis and parallel thereto, with the scriber producing a profile band in the form of a series of circular arcs on the profile piece in cooperation with a workpiece support movement. In addition, the scriber can be pivoted about another axis of rotation which is at a distance from its axis and runs parallel thereto, in order to be able to set the radius of the circular arcs in a fixed manner. The course of the profile strip with a fixed width is determined solely by the movement of the workpiece support. This cannot be used to mark two-dimensional codes on the workpieces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompaktere, robuste und aus weniger Bauteilen bestehende Markiervorrichtung und ein Verfahren zum schnellen und energiesparenden Verstellen eines Prägekopfes bereitzustellen. The object of the invention is to provide a more compact, robust marking device consisting of fewer components and a method for adjusting an embossing head quickly and in an energy-saving manner.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Markiervorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Exzenter-Mechanik ist der Prägekopfträger exzentrisch an einem Zwischenträger gelagert, der wiederum exzentrisch an einer Basis gelagert ist, wobei die Arbeitsrichtung des Prägekopfes und die Drehachsen achsparallel sind.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 in a generic marking device. In the case of the eccentric mechanism according to the invention, the embossing head carrier is mounted eccentrically on an intermediate carrier, which in turn is mounted eccentrically on a base, the working direction of the embossing head and the axes of rotation being parallel to the axis.

Eine besonders kompakte und robuste Bauweise wird ermöglicht, wenn der Prägekopfträger ein innerer, vorzugsweise zylinderförmiger Exzenter ist und der Zwischenträger ein äußerer Exzenter, vorzugsweise ringförmiger Exzenter ist, an dem der innere Exzenter gelagert ist bzw. in den der innere Exzenter radial eingebettet ist. Diese Rundteile können bei gleicher Stabilität mit geringerem Gewicht hergestellt werden als langgestreckte gerade Bauteile, z.B. aus Leichtmetall, und wegen der kleineren bewegten Massen gibt es weniger Schwingungsprobleme, so dass die Prägefrequenz hoch sein kann. Insbesondere hat man es nicht mit einander mehr oder weniger addierenden Wirkkräften in den X- und Y-Richtungen zu tun, sondern mit tangential umlaufenden Wirkrichtungen, wobei sich die Wirkkräfte teilweise gegenseitig kompensieren.A particularly compact and robust design is made possible when the embossing head carrier is an inner, preferably cylindrical eccentric and the intermediate carrier is an outer eccentric, preferably annular eccentric, on which the inner eccentric is mounted or in which the inner eccentric is radially embedded. These round parts can be manufactured with the same stability with less weight than elongated straight components, e.g. made of light metal, and because of the smaller moving masses there are fewer vibration problems, so that the stamping frequency can be high. In particular, we are not dealing with more or less effective forces in the X and Y directions that add to one another, but rather with tangentially encircling directions of action, with the effective forces partially compensating for one another.

Die zum Antrieb erforderlichen Drehbewegungen können sehr viel leichter erzeugt werden als Linearbewegungen. Insbesondere kann man rotatorische Antriebe platzsparend in die Markiervorrichtung integrieren, in einer bevorzugten Ausführungsform als einen inneren Torquemotor-Ring, der in einem ringförmigen Spalt zwischen dem inneren Exzenter und dem äußeren Exzenter angeordnet und dafür eingerichtet ist, den inneren Exzenter und den äußeren Exzenter relativ zueinander zu drehen, und einen äußeren Torquemotor-Ring, der den äußeren Exzenter umgibt und dafür eingerichtet ist, den äußeren Exzenter relativ zu der Basis zu drehen.The rotary movements required for the drive can be generated much more easily than linear movements. In particular, rotary drives can be integrated into the marking device in a space-saving manner, in a preferred embodiment as an inner torque motor ring, which is arranged in an annular gap between the inner eccentric and the outer eccentric and is set up to move the inner eccentric and the outer eccentric relative to one another to rotate, and an outer torque motor ring surrounding the outer eccentric and configured to rotate the outer eccentric relative to the base.

Noch mehr Platz und Aufwand lassen sich sparen, wenn man nur einen Torquemotor-Ring mit Innen- und Außenwicklungen verwendet, der in einem ringförmigen Spalt zwischen dem inneren Exzenter und dem äußeren Exzenter angeordnet, drehfest mit der Basis verbunden und dafür eingerichtet ist, den inneren Exzenter und den äußeren Exzenter unabhängig voneinander zueinander zu drehen.Even more space and effort can be saved by using only one torque motor ring with inner and outer windings, placed in an annular gap between the inner eccentric and the outer eccentric, non-rotatably connected to the base and adapted to the inner Eccentric and the outer eccentric to rotate independently of each other.

Torquemotoren, d.h. die Kombination von Hohlwellen- und Linearmotoren, speziell rotatorische Direktantriebe, die wie ein permanent erregter Synchronmotor aufgebaut sind und bei niedriger Drehzahl ein hohes Drehmoment erzeugen, sind für die Erfindung besonders geeignet, da sie den Verzicht auf Gewindespindeln mit Lagern, auf Linearführungen, auf Gehäuse und auf Faltenbälge gestatten. Es gibt praktisch nur ineinander gesteckte Drehteile, Motorelemente, maximal 3 x 2 Wälzlager, einen Kabelstrang und den zentralen Prägekopf mit seinen Anschlüssen. Zur Abdichtung genügen ein Wellendichtring unten und eine Deckelscheibe oben. Somit werden die Teilezahl und die Materialkosten reduziert, und die Fertigung und Montage wird vereinfacht. Torque motors, ie the combination of hollow shaft and linear motors, especially rotary direct drives, which are constructed like a permanently excited synchronous motor and generate high torque at low speeds, are particularly suitable for the invention because they dispense with threaded spindles with bearings, on linear guides , on the housing and on the bellows. There are practically only rotating parts plugged into each other, motor elements, a maximum of 3 x 2 roller bearings, a cable harness and the central stamping head with its connections. A shaft sealing ring at the bottom and a cover disk at the top are sufficient for sealing. Thus, the number of parts and material costs are reduced, and manufacturing and assembly is simplified.

Anstelle von Torquemotoren kann man aber auch Synchronmotoren, Servomotoren mit Messsystemen oder als besonders kostengünstige Variante Schrittmotoren verwenden, nötigenfalls unter Zwischenschaltung von Getriebeelementen.Instead of torque motors, however, one can also use synchronous motors, servomotors with measuring systems or, as a particularly cost-effective variant, stepper motors, if necessary with the interposition of gear elements.

Wenn die beiden Exzenter jeweils um 360° drehbar sind, kann man z.B. ein quadratisches Schriftfeld erzeugen, dessen Diagonale durch den Gesamthub der beiden Exzenterhübe begrenzt wird. Wenn dies nicht ausreicht, oder zur Vorpositionierung des Prägekopfes auf einem Werkstück, kann man zusätzliche Linearverstelleinrichtungen zur Verstellung der Baugruppe aus Prägekopf und Exzentern in der X- und/oder Y-Richtung vorsehen. Die Linearverstelleinrichtungen müssen nur gelegentlich betätigt werden, um die Baugruppe mit Prägekopf und Exzentern eine Schriftfeldbreite weit zu verstellen. Dabei spielen Schwingungsprobleme keine Rolle.If the two eccentrics can each be rotated through 360°, you can, for example, create a square writing field whose diagonal is limited by the total stroke of the two eccentric strokes. If this is not sufficient, or for pre-positioning of the embossing head on a workpiece, additional linear adjustment devices can be provided for adjusting the assembly of embossing head and eccentrics in the X and/or Y direction. The linear adjustment devices only have to be actuated occasionally in order to adjust the assembly with the embossing head and eccentrics by one label width. Vibration problems are irrelevant.

Wenn man ohnehin mindestens eine Linearverstelleinrichtung vorsieht, kommt man auch mit einer einzigen exzentrischen Prägekopflagerung aus, wie in der alternativen Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 9 angegeben. Diese Ausführungsform kann man eher auf Basis von erprobten und kostengünstigen Bauteilen für Markiervorrichtungen wie z.B. Zahnriemen und Schrittmotoren realisieren, wenngleich sie weniger kompakt und schwingungsarm ist als die Ausführungsform von Anspruch 1.If at least one linear adjustment device is provided anyway, a single eccentric embossing head bearing is sufficient, as specified in the alternative embodiment of the invention according to claim 9 . This embodiment can rather be realized on the basis of proven and inexpensive components for marking devices such as toothed belts and stepping motors, although it is less compact and less vibrating than the embodiment of claim 1.

Das Arbeitsprinzip der Erfindung, welches ein schnelles und energiesparendes Verstellen des Prägekopfes ermöglicht, ist im Verfahrensanspruch 12 angegeben.The working principle of the invention, which enables the embossing head to be adjusted quickly and in a way that saves energy, is specified in method claim 12 .

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

1a und 1b Perspektivansichten eines ersten Ausführungsbeispiels mit einem Exzenter und Schrittmotoren;
2a und 2b Perspektivansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels mit zwei Exzentern und integrierten Torquemotoren;
3a, 3b und 3c je eine detailliertere Ansicht von unten, eine Seitenansicht und eine Perspektivansicht der Prägekopf-Verstellbaugruppe von 2a und 2b; und
4 eine schematische Ansicht der Prägekopf-Verstellbaugruppe eines dritten Ausführungsbeispiels von unten.

Further features and advantages of the invention result from the dependent claims and from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. Show in it:

1a and 1b Perspective views of a first embodiment with an eccentric and stepping motors;
2a and 2 B Perspective views of a second embodiment with two eccentrics and integrated torque motors;
3a , 3b and 3c Figure 13 shows a more detailed bottom view, a side view and a perspective view of the embossing head adjustment assembly of FIG 2a and 2 B ; and
4 a schematic view of the embossing head adjustment assembly of a third embodiment from below.

Die Markiervorrichtung im ersten Ausführungsbeispiel ist in 1a und 1b aus einander entgegengesetzten Richtungen perspektivisch gezeigt, d.h. die auf dem Zeichnungsblatt eingezeichneten X-, Y- und Z-Richtungen eines kartesischen Koordinatensystems sind in 1a und 1b koaxial.The marking device in the first embodiment is in 1a and 1b are shown in perspective from opposite directions, ie the X, Y and Z directions of a Cartesian coordinate system drawn on the drawing sheet are in 1a and 1b coaxial.

Die Markiervorrichtung enthält einen konischen Prägekopf 2, der eine entlang seiner Symmetrieachse hin und her bewegliche Prägespitze 4 aus Hartmetall zum Prägen oder Sticheln von Vertiefungen in ein nicht gezeigtes Werkstück enthält. Der Antrieb der Prägespitze 4 ist in den Prägekopf 2 integriert und kann zum Beispiel elektromagnetisch oder pneumatisch sein. Die Symmetrieachse bzw. Arbeitsrichtung des Prägekopfes verläuft entlang der Z-Achse des Koordinatensystems.The marking device contains a conical embossing head 2, which contains an embossing tip 4 made of hard metal that can be moved back and forth along its axis of symmetry for embossing or gouging indentations in a workpiece (not shown). The drive of the embossing tip 4 is integrated into the embossing head 2 and can be electromagnetic or pneumatic, for example. The axis of symmetry or working direction of the embossing head runs along the Z-axis of the coordinate system.

Der Prägekopf 2 sitzt auf einer ebenen Seite eines zylindrischen Prägekopfträgers 6, der um seine Mittelachse drehbar an einem Schlitten 8 gelagert ist, wobei die Mittelachse des Prägekopfträgers 6 entlang der Z-Achse des Koordinatensystems verläuft. Der Prägekopf 2 sitzt achsparallel, aber in einem gewissen Abstand von der Drehachse des Prägekopfträgers 6, d.h. exzentrisch dazu.The embossing head 2 sits on a flat side of a cylindrical embossing head carrier 6, which is mounted on a carriage 8 so that it can rotate about its central axis, the central axis of the embossing head carrier 6 running along the Z axis of the coordinate system. The embossing head 2 sits parallel to the axis, but at a certain distance from the axis of rotation of the embossing head carrier 6, i.e. eccentrically to it.

Der Schlitten 8 enthält eine rechteckige Platte, die sich in der X-Y-Ebene erstreckt und auf ihrer dem Prägekopf 2 abgewandten Seite angeformte Blöcke enthält, von denen einer verschiebbar auf einer Linearführung 10 sitzt, die an einer nicht gezeigten Prägemaschine oder anderen Basis zu befestigen ist. Ein anderer am Schlitten 8 angeformter Block enthält eine Gewindebohrung, durch die eine Spindel 12 mit einer Spindelmutter, die nicht dargestellt ist, hindurchgeht, die sich bezüglich der Prägemaschine oder anderen Basis ortsfest, aber drehbar entlang der X-Achse erstreckt und über Zahnscheiben 14, 16 und einen Zahnriemen 18 an einen Schrittmotor 20 gekoppelt ist, so dass der Schlitten 8 mittels des Schrittmotors 20 entlang der X-Achse beweglich ist.The carriage 8 comprises a rectangular plate extending in the X-Y plane and having molded blocks on its side remote from the embossing head 2, one of which is slidably seated on a linear guide 10 to be fixed to an embossing machine or other base, not shown . Another block integrally formed on carriage 8 includes a threaded bore through which passes a spindle 12 with a spindle nut, not shown, which extends along the X-axis fixed but rotatable with respect to the embossing machine or other base and has toothed washers 14, 16 and a toothed belt 18 is coupled to a stepping motor 20, so that the carriage 8 can be moved along the X-axis by means of the stepping motor 20.

Seitlich am Schlitten 8 ist ein weiterer Schrittmotor 22 befestigt, der eine Zahnscheibe 24 antreibt, die sich in derselben Ebene wie der zylindrische Prägekopfträger 6 erstreckt. Ein Zahnriemen 26 verläuft um die Zahnscheibe 24 und den mit einer entsprechenden Verzahnung versehenen Außenumfang des Prägekopfträgers 6 herum, um den Prägekopfträger 6 mittels des Schrittmotors 22 drehen zu können.A further stepping motor 22 is fastened to the side of the carriage 8 and drives a toothed disk 24 which extends in the same plane as the cylindrical embossing head carrier 6 . A toothed belt 26 runs around the toothed disk 24 and the outer circumference of the embossing head carrier 6 provided with a corresponding toothing, in order to be able to rotate the embossing head carrier 6 by means of the stepper motor 22 .

Durch geeignetes Drehen des Prägekopfträgers 6 und Linearverschieben des Schlittens 8 kann der Prägekopf 2 an beliebige Stellen in einem langgestreckten Oval manövriert werden, das sich in der X-Y-Ebene erstreckt. Dabei sind einzelne Stellen in einem rechteckigen Raster anzufahren, um Werkstücke mit zweidimensionalen Codes oder Klarschrift zu codieren.By suitably rotating the embossing head carrier 6 and linearly translating the carriage 8, the embossing head 2 can be maneuvered to any position in an elongated oval extending in the X-Y plane. Individual points in a rectangular grid must be approached in order to encode workpieces with two-dimensional codes or plain text.

Eine Steuerung der Schrittmotoren 20 und 22, um diese Stellen nacheinander anzufahren, muss geeignet überlagerte Drehbewegungen des Prägekopfträgers 6 und Linearverschiebungen des Schlittens 8 hervorrufen, was etwas komplizierter als die Steuerung zweier orthogonaler geradliniger Bewegungen ist, aber mittels Software unschwer zu erreichen ist.Controlling the stepping motors 20 and 22 in order to move to these points one after the other must produce suitable superimposed rotary movements of the embossing head carrier 6 and linear displacements of the carriage 8, which is somewhat more complicated than controlling two orthogonal linear movements, but is easy to achieve using software.

Wie aus 2a und 2b ersichtlich, hat die darin gezeigte Markiervorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels mit dem ersten Ausführungsbeispiel einige Elemente gemeinsam, welche mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und hier nicht nochmals erläutert werden. Der Schrittmotor 22, die Zahnscheibe 24 und der Zahnriemen 26 des ersten Ausführungsbeispiels sind im zweiten Ausführungsbeispiel nicht vorhanden.How out 2a and 2 B As can be seen, the marking device of the second exemplary embodiment shown therein has some elements in common with the first exemplary embodiment, which are denoted by the same reference symbols and are not explained again here. The stepping motor 22, the toothed pulley 24 and the toothed belt 26 of the first exemplary embodiment are not present in the second exemplary embodiment.

Im zweiten Ausführungsbeispiel sitzt der Prägekopf 2 auf einer ebenen Seite einer zylinderförmigen Verstellbaugruppe 30, die an Stelle des Prägekopfträgers 6 in 1a und 1b am gleichen Ort auf dem Schlitten 8 befestigt ist.In the second exemplary embodiment, the embossing head 2 is seated on a flat side of a cylindrical adjusting assembly 30, which, instead of the embossing head carrier 6, is 1a and 1b is fixed at the same place on the carriage 8.

Wie in 2a und 2b und detaillierter in 3a, 3b und 3c gezeigt, enthält die Verstellbaugruppe 30 ein topfförmiges Gehäuse 32, in dem mittels äußerer Lager 34 (3c) ein topfförmiger äußerer Exzenter 36 drehbar gelagert ist, der ein exzentrisches Sackloch aufweist, in dem mittels innerer Lager 38 ein innerer Exzenter 40 drehbar gelagert ist, der eine freiliegende ebene Seite hat, auf der der Prägekopf 2 exzentrisch befestigt ist. In einem ringförmigen Spalt zwischen dem Gehäuse 32 und dem äußeren Exzenter 36 ist in äußerer Torquemotor-Ring 42 am Gehäuse 32 befestigt, und in einem ringförmigen Spalt zwischen dem äußeren Exzenter 36 und dem inneren Exzenter 40 ist ein innerer Torquemotor-Ring 44 am äußeren Exzenter 36 befestigt.As in 2a and 2 B and more detailed in 3a , 3b and 3c shown, the adjustment assembly 30 includes a cup-shaped housing 32 in which, by means of external bearings 34 ( 3c ) a pot-shaped outer eccentric 36 is rotatably mounted, which has an eccentric blind hole in which an inner eccentric 40 is rotatably mounted by means of inner bearings 38, which has an exposed flat side on which the embossing head 2 is attached eccentrically. In an annular gap between the housing 32 and the outer eccentric 36, an outer torque motor ring 42 is fixed to the housing 32, and in an annular gap between the outer eccentric 36 and the inner eccentric 40 is an inner torque motor ring 44 on the outer eccentric 36 attached.

Die Torquemotor-Ringe 42 und 44 enthalten Wicklungen, die zur Platzgewinnung für die Exzenterkonturen segmentiert sind und über nicht gezeigte Zuleitungen mit Strom versorgt werden, der Magnetfelder erzeugt, die mit nicht gezeigten Permanentmagneten wechselwirken, die rings um die äußeren Exzenter 36 und inneren Exzenter 40 angebracht sind. Durch geeignete und bekannte Ansteuerung der Torquemotor-Ringe 42 und 44 können die darin liegenden Exzenter 36 und 40 gedreht werden. Insbesondere wird der äußere Exzenter 36 durch den äußeren Torquemotor-Ring 42 relativ zum Gehäuse 32 gedreht, und der innere Exzenter 40 wird durch den inneren Torquemotor-Ring 44 relativ zum äußeren Torquemotor-Ring 42 gedreht. Mittels der zwei kombinierten Exzenterbewegungen kann der Prägekopf 2 an beliebige Stellen in einem Kreis oder einer Ellipse in der X-Y-Ebene manövriert werden, wobei wie im ersten Ausführungsbeispiel einzelne Stellen in einem rechteckigen Raster angefahren werden, um Werkstücke mit zweidimensionalen Codes zu codieren.The torque motor rings 42 and 44 contain windings that are segmented to gain space for the eccentric contours and are supplied with power via supply lines (not shown), which generates magnetic fields that interact with permanent magnets (not shown) that surround the outer eccentric 36 and inner eccentric 40 are attached. By suitable and known control of the torque motor rings 42 and 44, the eccentrics 36 and 40 located therein can be rotated. In particular, the outer eccentric 36 is rotated relative to the housing 32 by the outer torque motor ring 42 and the inner eccentric 40 is rotated by the inner torque motor ring 44 relative to the outer torque motor ring 42 . The embossing head 2 can be maneuvered to any desired position in a circle or an ellipse in the X-Y plane by means of the two combined eccentric movements, with individual positions in a rectangular grid being approached as in the first exemplary embodiment in order to encode workpieces with two-dimensional codes.

Die richtige Ansteuerung der Torquemotor-Ringe 42 und 44 erfolgt mit Hilfe von Software, die eine Koordinatentransformation vornimmt, die denjenigen ähnelt, die man für Bogenschriften, beim Zirkularfräsen und bei Verzahnungsmaschinen verwendet.Proper control of the torque motor rings 42 and 44 is accomplished by software that performs a coordinate transformation similar to that used for arcuate writing, circular milling, and gear cutting machines.

Die Software und zugehörige Elektrik erzeugen eine bzw. richten sich nach einer Master-Slave-Hierarchie von äußeren Exzenter 36 zum inneren Exzenter 40, so dass der größere Wirkradius des Torquemotor-Rings 42 bei gleichem Haltemoment als Festlager für die kinematischen Kräfte dient, die der innere Torquemotor-Ring 44 erzeugt. Bei der Auslegung der Elektrik ist auf geringe Rotationsbeanspruchung der Stromzuleitungen zu achten, und die nötigen Drehrichtungswechsel können von der Software vorgenommen werden.The software and associated electrics generate or are based on a master-slave hierarchy from outer eccentric 36 to inner eccentric 40, so that the larger effective radius of the torque motor ring 42 with the same holding torque serves as a fixed bearing for the kinematic forces that the inner torque motor ring 44 generated. When designing the electrics, attention must be paid to low rotational stress on the power supply lines, and the necessary changes in the direction of rotation can be made by the software.

Im zweiten Ausführungsbeispiel ist die Linearverstelleinrichtung des ersten Ausführungsbeispiel, die den Schlitten 8, die Linearführung 10, die Spindel 12, die Zahnscheiben 14 und 16, den Zahnriemen 18 und den Schrittmotor 20 enthält, nicht nötig, wenn die Exzentrizitäten groß genug sind, um ein rechteckiges Raster mit der gewünschten Größe anzufahren. Typische Abmessungen sind zum Beispiel eine Verstellbaugruppe 30 in Form eines gedrungenen Zylinders von etwa 160 mm Durchmesser und Exzentrizitäten zur Realisierung eines Schriftfeldes von z.B. 16 x 16 mm. Die vorgeschaltete zusätzliche Linearverstelleinrichtung ist aber nützlich, um langgestreckte Beschriftungen zu erzeugen, wobei einfach ein quadratisches Schriftfeld neben das andere gesetzt wird. Entsprechend kann man noch eine vorgeschaltete Linearverstelleinrichtung für die Richtung quer dazu vorsehen, falls gewünscht. Solche zusätzlichen Linearverstelleinrichtungen können auch zur Positionierung des Prägekopfes auf einem Werkstück vor dem Prägen dienen.In the second embodiment, the linear adjustment device of the first embodiment, which contains the carriage 8, the linear guide 10, the spindle 12, the toothed discs 14 and 16, the toothed belt 18 and the stepping motor 20, is not necessary if the eccentricities are large enough to approach a rectangular grid with the desired size. Typical dimensions are, for example, an adjustment assembly 30 in the form of a squat cylinder with a diameter of about 160 mm and eccentricities for realizing a writing field of, for example, 16×16 mm. However, the upstream additional linear adjustment device is useful for creating elongated lettering, in which case one square lettering field is simply placed next to the other. Correspondingly, an upstream linear adjustment device can be provided for the direction transverse to it, if desired. Such additional linear adjustment devices can also be used to position the embossing head on a workpiece before embossing.

4 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel schematisch eine Verstellbaugruppe 30' von unten, welche die Verstellbaugruppe 30 des zweiten Ausführungsbeispiels ersetzen kann und ähnlich aufgebaut ist, mit dem Unterschied, dass statt zweier Torquemotor-Ringe 42 und 44 ein einziger Torquemotor-Ring 46 vorgesehen ist, der in einem Spalt zwischen einem äußeren Exzenter 36' und einem inneren Exzenter 40' liegt und Wicklungen und Zuleitungen sowohl für den äußeren Exzenter 36' als auch den inneren Exzenter 40' aufweist. Um sowohl den äußeren Exzenter 36' als auch den inneren Exzenter 40' unabhängig voneinander drehen zu können, ist der Torquemotor-Ring 46 drehfest mit dem Gehäuse 32' oder einer anderen Basis gekoppelt. Die Exzenter 36' und 40' sind mittels nicht eingezeichneter Wälzlager am Gehäuse 32' gelagert. Auf dem inneren Exzenter 40' ist exzentrisch der Prägekopf 2' befestigt. Mehrere achsparallele Bohrungen 48 in den Exzentern 36' und 40' ermöglichen den Zutritt von Kühlluft zur Ableitung der vom Torquemotor-Ring 46 erzeugten Wärme. 4 shows, as a third exemplary embodiment, an adjustment assembly 30′ from below, which can replace the adjustment assembly 30 of the second exemplary embodiment and has a similar structure, with the difference that instead of two torque motor rings 42 and 44, a single torque motor ring 46 is provided, which is shown in a gap between an outer eccentric 36' and an inner eccentric 40' and has windings and leads for both the outer eccentric 36' and the inner eccentric 40'. In order to be able to rotate both the outer eccentric 36' and the inner eccentric 40' independently of one another, the torque motor ring 46 is non-rotatably coupled to the housing 32' or to another base. The eccentrics 36' and 40' are mounted on the housing 32' by means of roller bearings (not shown). The embossing head 2' is attached eccentrically to the inner eccentric 40'. A number of axially parallel bores 48 in the eccentrics 36' and 40' allow the access of cooling air to dissipate the heat generated by the torque motor ring 46.

Wenn technische Merkmale in den Ansprüchen mit Bezugszeichen versehen sind, so sind diese Bezugszeichen lediglich zum besseren Verständnis der Ansprüche vorhanden. Dementsprechend stellen solche Bezugszeichen keine Einschränkungen des Schutzumfangs solcher Elemente dar, die nur exemplarisch durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.If technical features are provided with reference signs in the claims, these reference signs are only present for a better understanding of the claims. Accordingly, such reference signs do not constitute limitations on the scope of protection of such elements, which are only identified by such reference signs by way of example.

Claims

Marking device with an embossing head, which has an embossing tip movable back and forth along an axis of symmetry of the embossing head and in the working direction of the embossing head, and with an adjusting device for adjusting the embossing head in an adjustment plane perpendicular to the axis of symmetry of the embossing head, characterized in that the embossing head (2) is attached to an embossing head carrier (40) which is rotatably mounted on an intermediate carrier (36) which is rotatable about a first axis of rotation running at a distance from the axis of symmetry of the embossing head and parallel thereto second axis of rotation is rotatably mounted on a base (8, 32).

marking device claim 1 , characterized in that the embossing head carrier is an inner eccentric (40) on which the embossing head is fastened (2), and the intermediate carrier is an outer eccentric (36) on which the inner eccentric is mounted.

marking device claim 2 , characterized in that the inner eccentric (40) is cylindrical and the outer eccentric (36) is annular and radially surrounds the inner eccentric.

Marking device according to one of claims 2 until 4 , characterized in that it has integrated drives (42, 44; 46) for rotating the inner and outer eccentrics relative to the base (8, 32) and/or to each other.

marking device claim 4 , characterized in that the drives integrated an inner torque motor ring (44), which is arranged in an annular gap between the inner eccentric (40) and the outer eccentric (36) and adapted to relatively the inner eccentric and the outer eccentric relative to each other and having an outer torque motor ring (42) surrounding the outer eccentric and adapted to rotate the outer eccentric relative to the base (8, 32).

marking device claim 4 , characterized in that the integrated drives have a torque motor ring (46) which is arranged in an annular gap between the inner eccentric (40) and the outer eccentric (36), non-rotatably coupled to the base (8, 32) and for is set up to rotate the inner eccentric and the outer eccentric independently.

Marking device according to one of the preceding claims, characterized in that the base comprises a first carriage (8) which can be moved on a first linear guide (10) in a first direction in the adjustment plane.

marking device claim 7 , characterized in that the first linear guide (10) is mounted on a second carriage which can be moved on a second linear guide in a second direction perpendicular to the first direction in the adjustment plane.

Marking device with an embossing head, which has an embossing tip that can be moved back and forth along an axis of symmetry of the embossing head and in the working direction of the embossing head, and with an adjusting device for adjusting the embossing head in an adjusting plane perpendicular to the axis of symmetry of the embossing head, the adjusting device comprising at least one first carriage, which can be moved on a first linear guide in a first direction in the adjustment plane, characterized characterized in that the embossing head (2) is fastened to an embossing head carrier (6) which is mounted on the carriage (8) so as to be eccentrically rotatable about an axis of rotation running parallel to and at a distance from the axis of symmetry of the embossing head.

marking device claim 9 , characterized in that the embossing head carrier (6) is a cylindrical member whose central axis is the axis of rotation and to which the embossing head (2) is fixed eccentrically, the cylindrical member being designed to be driven by a motor ( 22) to be driven to rotate.

marking device claim 10 , characterized in that the motor (22) is a stepping motor.

Method for adjusting an embossing head, which has an embossing tip movable back and forth along an axis of symmetry of the embossing head and in the working direction of the embossing head, when marking workpieces with two-dimensional codes, characterized in that the embossing head (2) is rotated by at least one at a distance from the Axis of symmetry of the embossing head and axis of rotation running parallel thereto is pivoted eccentrically in order to adjust it.