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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prägen von Münzen oder Medaillen aus Ronden mit
- - einer Zuführvorrichtung zum Zuführen von Ronden, einzeln oder in Stapeln, zu einer Greifereinrichtung
- - einer Greifereinrichtung, die in der Lage ist, eine einzelne Ronde aufzunehmen und in eine Prägeanordnung zu überführen,
- - einer Prägeanordnung mit einem Ober- und einem Unterwerkzeug, die mittels wenigstens eines Aktuators Druck auf die Ronde auszuüben vermögen und
- - einer Entnahme- und/oder Auswurfvorrichtung zum Entfernen der geprägten Ronde.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Prägen von Ronden zur Herstellung von Münzen oder Medaillen, bei dem jede Ronde
- - über eine Zuführvorrichtung zu einer Greifereinrichtung transportiert wird,
- - die Greifereinrichtung die Ronde in eine Prägeanordnung überführt,
- - die Ronde in der Prägeanordnung unter Druck mittels eines Ober- und eines Unterwerkzeugs geprägt wird, und anschließend
- - die geprägte Ronde entnommen oder ausgeworfen wird.
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Diese Art von Prägestationen und das Verfahren zum Prägen von Ronden sind bekannt. Verwiesen sei in diesem Zusammenhang auf die ältere
DE 2346810 A1 , die eine gegenüber heutigen Ausführungsformen vereinfachte Ausführung einer Prägevorrichtung für Ronden zeigt.
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Anstelle des Begriffs Ronde wird häufig auch der Begriff Münzrohling, Blank oder Schrötling verwendet. Im Rahmen dieser Anmeldung sollen unter dem Begriff Ronde zusätzlich auch Ring und Einlage verstanden werden, sofern die fertiggestellte Münze oder Medaille aus zwei unterschiedlichen Metallen gefertigt wird.
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Der Begriff Zuführvorrichtung umfasst alle Möglichkeiten, Ronden von außerhalb der Prägevorrichtung zu der Greifereinrichtung zu bringen, die jede Ronde zwischen die Werkzeuge (Ober- und Unterwerkzeug, die allgemein als Stempel bezeichnet werden) der Prägeanordnung transportiert. Hier sind Förderbänder, auf denen einzelne Ronden oder beispielsweise gefächerte Trays mit Rondenstapeln verfahren werden, bekannt. Die Zuführvorrichtung könnte im Rahmen der Erfindung aber auch Roboter-Handlingsysteme, Schienentransport oder andere Transportvorrichtungen umfassen.
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Bei der Prägeanordnung handelt es sich um ein bekanntes Pressengestell mit oberem und unterem Stempel, die über einen Aktuator zusammenfahrbar sind und dadurch die Prägung auf die Ronde bringen. Der Aktuator kann am oberen und/oder unteren Stempel angreifen. Zudem können Auswerfer für eine fertiggestellte Münze oder Medaille vorgesehen sein. Auch der Begriff Aktuator sei erläutert. Heutzutage handelt es sich in der Regel um einen Hydraulikzylinder, der den oberen oder unteren Stempel der Prägeanordnung verfahren kann. Dadurch wird die zum Prägen notwendige Kraft in der Größenordnung von 100 bis 3.500 kN zwischen Ober- oder Unterwerkzeug erzeugt. Im Rahmen der Erfindung sind aber auch elektrische Spindel- oder Exzenterantriebe oder auch mechanisch wirkende Kniegelenke eingeschlossen.
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Unter der Greifereinrichtung schließlich werden heutzutage in der Regel Sauggreifer verstanden, die mittels einer Saugglocke, in der ein Vakuum erzeugt wird, die Ronden in die Prägeanordnung übertragen. Die Ronde muss im Randbereich der Saugglocke sehr gleichmäßig sein, damit keine Falschluft eingesaugt wird und die Ronde im schlimmsten Fall herunterfällt. Beispielhaft sei hier die US 2014 / 0 101 924 A1 erwähnt, in der die Nutzung genau dieser Sauggreifer beschrieben ist.
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Für die spezielle Anwendung der Erzeugung eines Beugungsgitters in der Oberfläche der Ronden während des Prägevorgangs wird jedoch auch auf die
DE 10 2006 052 511 B3 verwiesen. Diese hier genannte Greifereinrichtung weist Greiferzungen auf, die die Ronde aufnehmen können. Der Platzbedarf für diese Greifereinrichtung ist groß. In der Offenbarung dieser Schrift ist die Greifereinrichtung auch mit einer Bürste versehen, die in der Lage ist, beim Bewegungsvorgang den Prägestempel zu reinigen. In dieser Schrift ist außerdem eine Reinigungsvorrichtung für den Stempel mit Trockeneisstrahlung beschrieben.
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Es sind auch zangenähnliche Greifer bekannt. Diese verursachen für den Transport der Ronde zur Prägeanordnung große Nachteile. Um die Ronde sicher zu greifen, muss ein großer Kraftschluss zumindest am Rand der Ronde erzeugt werden, der Kontaktspuren hinterlässt. Hinzu kommt, dass die komplizierte Mechanik einen erhöhten Platzbedarf beansprucht.
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Unabhängig davon, ob es sich bei der Greifereinrichtung um Zungen, Klammern, zangenähnlich Gelenke oder Saugglocken handelt, wird in jedem Fall die Oberfläche der Ronde berührt. Derartige Berührungen auf der hochglänzenden Rondenoberfläche können aber zu unerwünschten Prägefehlern führen. Nicht nur, weil unter Nutzung dieser Greifer beispielsweise Staubpartikel auf der Ronde abgelegt werden, die eine unschöne Verunreinigung in der folgenden Prägung verursachen. Selbst die leiseste Berührung kann nach der Prägung sichtbar sein. Um die Situation zu verdeutlichen, sei angemerkt, dass sogar ein Fingerabdruck sich im abschließenden Prägebild wiederspiegeln kann. An diesen Stellen erscheint die fertige Münze oder Medaille nicht mehr so glänzend wie auf der übrigen Oberfläche.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung die Qualität des Produktes bei der Münz- oder Medaillenprägung zu verbessern.
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Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, insbesondere aber dadurch, dass die Greifereinrichtung einen die Ronde tragenden Greiferkopf umfasst, der eine Druckluftzuführung und wenigstens eine Austrittsöffnung für Druckluft an einer der aufzunehmenden Ronde benachbarten Fläche aufweist.
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Nähert sich durch entsprechendes Antreiben und Verfahren der Kopf der Greifereinrichtung der aufzunehmenden Ronde, so wird die an der Austrittsöffnung austretende Druckluft (oder ein anderes geeignetes Medium) umgelenkt und strömt zwischen der Ronde und der der Ronde benachbarten Fläche des Kopfes mit relativ hoher Geschwindigkeit nach außen ab. Dadurch wird gemäß physikalischer Prinzipien ein Unterdruck zwischen Kopf und Ronde erzeugt, der dafür sorgt, dass die Ronde in einem geringen Abstand zum Kopf gehalten wird. Es ist also ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, dass der Kopf, über den die Ronde gehalten wird, an keinem Punkt Kontakt mit der Oberfläche der Ronde bekommt. Durch eine mittige bzw. zentrumsnahe Anordnung des ausströmenden Mediums, das im Folgenden als Druckluft bezeichnet wird, wird ein gleichmäßiger Druckbereich erzeugt, welcher ein Kippen der Ronde verhindert. Gegebenenfalls kann das Medium auch ein inertes Gas sein, das chemische Reaktionen verhindert.
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Es ist von Vorteil, wenn der Druck und/oder der Durchsatz der Druckluft einstellbar sind.
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Mit unterschiedlichen Drücken oder Durchsätzen kann gewährleistet werden, dass auch Ronden unterschiedlicher Dimensionen oder Gewichte aufgenommen werden können.
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Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass der Greiferkopf austauschbar ist.
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Es können dadurch unterschiedliche Köpfe für unterschiedliche Rondengrößen vorgehalten werden. Dabei muss dafür gesorgt sein, dass alle Köpfe über die Druckluftzufuhr mit Druckluft versorgt werden können.
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Es ist günstig, wenn der Greiferkopf wenigstens einen Anschlag für die Ronde aufweist.
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Vorzugsweise werden dabei wenigstens zwei Einzelanschläge oder ein ringförmiger Anschlag verwendet. Diese Anschläge sind bei einem in der Regel runden oder ovalen Kopf in seinem Umfangsbereich angeordnet. Zwischen ihnen und der Umfangsfläche der Ronde wird ebenfalls ein Luftpolster aufgebaut. Die Anschläge verhindern, dass die Ronde auf ihrem Luftpolster insbesondere bei Bewegung des Greiferkopfes seitlich wegdriften kann. Diese Anschläge können insbesondere bei schnellen Bewegungen der Greifereinrichtung dafür sorgen, dass die Ronde dem Kopf benachbart bleibt. Die Einzelanschläge können beispielsweise Ringsegmente oder Stifte sein.
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Mit Vorteil sind auch Druckluftaustrittsöffnungen in unmittelbarer Nähe eines Anschlags angeordnet
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Die aus diesen Austrittsöffnungen austretende Druckluft sorgt dann dafür, dass auch ein Luftpolster zwischen dem Rondenumfang und dem Anschlag gebildet wird, sodass die Ronde auch auf ihrem Umfang keinerlei Kontakt beim Transport in die Prägeanordnung erfährt.
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Vorzugsweise weist die Greifereinrichtung Mittel zur Reinigung der Ronde auf.
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Die Qualität der letztlich erzeugten Münze oder Medaille wird dadurch noch einmal erheblich verbessert. Nicht nur, dass die Greifereinrichtung bzw. ihr Kopf keinen Kontakt mehr zur Oberfläche der Ronde hat. Nun wird die Ronde zusätzlich von den kleinsten Staubpartikeln und anderen Verunreinigungen befreit.
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Dazu ist es ganz besonders bevorzugt, wenn das Mittel zur Reinigung der Ronde durch die aus dem Greiferkopf austretende Druckluft gebildet wird.
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Das bewegte Luftpolster, das durch die seitlich über den gesamten Umfang der Ronde abströmende Druckluft gebildet wird, erlaubt dabei die Mitnahme und Beseitigung von Verunreinigungen auf der Oberfläche der Ronde.
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Bevorzugt sind mehrere Austrittsöffnungen für Druckluft an der der Ronde benachbarten Fläche des Greiferkopfes vorgesehen.
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Diese können beispielsweise auf einem Kreis angeordnet sein. Auch kann der Austrittskanal zu jeder Austrittsöffnung zur Normalen auf die Rondenoberfläche geneigt sein, womit der Saugeffekt verbessert wird und gleichzeitig sichergestellt werden kann, dass tatsächlich die ganze Oberfläche der Ronde mit Druckluft beaufschlagt wird.
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Mit Vorteil ist vorgesehen, dass an der Greifereinrichtung ein Sensor zur Überwachung des Vorhandenseins einer Ronde in der Nähe des Greiferkopfes angeordnet ist.
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Als ein solcher Sensor wird beispielsweise ein induktiver Näherungssensor eingesetzt. Damit kann ständig überprüft werden, ob eine Ronde transportiert wird. Der Sensor wird so ausgeführt, dass er sicher die üblichen Legierungen einer Ronde erkennt. Es ist auch eine Ausführungsvariante möglich, welche für die jeweilige Legierung am besten geeignet ist. Ebenfalls sind Ausführungen möglich, welche nichtmetallische Werkstoffe erkennen.
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Vorzugsweise ist eine zweite Greifereinrichtung zur Entnahme der geprägten Ronde weitgehend identisch mit der Greifereinrichtung zur Beschickung der Prägeanordnung.
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Dadurch werden der Aufbau und der Herstellungsprozess der Vorrichtung zum Prägen erheblich vereinfacht.
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Hinsichtlich des Verfahrens zum Prägen von Ronden wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst und insbesondere dadurch, dass eine Oberfläche der Ronde während der Aufnahme durch einen Greiferkopf der Greifereinrichtung derart mit Druckluft beaufschlagt wird, dass die Druckluft ein Luftpolster zwischen der Rondenoberfläche und dem Greiferkopf aufbaut, das einen direkten Kontakt von Rondenoberfläche und Greiferkopf verhindert..
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Bevorzugt erzeugt die Druckluftströmung zwischen einer Rondenoberfläche und dem Greiferkopf einen Unterdruck.
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Es ist dafür gesorgt, dass die Druckluft ein Luftpolster zwischen der Rondenoberfläche und dem Greiferkopf aufbaut, das einen direkten Kontakt verhindert.
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Besonders bevorzugt reinigt die Druckluftströmung die Rondenoberfläche.
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Die genannten Verfahrensansprüche besitzen die gleichen Vorteile, wie sie analog für die Vorrichtungsansprüche bereits beschreiben wurden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Prägen von Münzen oder Medaillen
- 2 eine Greifereinrichtung gemäß der Erfindung im Schnitt
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines Greiferkopfes, der eine Ronde trägt
- 4 a und b ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Greiferkopf in einer geschnittenen und einer 3D-Ansicht
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In 1 erkennt man die gesamte Vorrichtung zum Prägen 1 in schematischer Darstellung. Alle Pfeile deuten die Bewegungsrichtungen beweglicher Bauteile an. Man erkennt links eine Zuführvorrichtung 3 in Form eines Förderbandes mit einem um Umlenkrollen 21.1 umlaufenden Transportband 22.1. Der Antrieb dieses Transportbandes ist nicht dargestellt. Auf dem Transportband werden Ronden 2 (auch Rohlinge oder Blanks genannt) zu einer Greifereinrichtung 4 gebracht. Die Ronden 2 können auch mehrteilig sein und beispielsweise einen Ring und eine Einlage aus unterschiedlichen Materialien aufweisen. Sie können, wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, einzeln transportiert werden, aber auch beispielsweise in Trays gestapelt sein.
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Die Greifereinrichtung 4 ist auf einer Schiene 9.1 verfahrbar. In gestrichelter Darstellung befindet sich die Greifereinrichtung 4 in einer Position, in der sie Ronden von der Zuführeinrichtung 3 entnehmen kann. Mit durchgezeichneten Linien dargestellt, ist die Greifereinrichtung mit einer Ronde 2 in eine Position verfahren, in der sie die Ronde in das Unterwerkzeug 16 der Prägeanordnung 5 einlegen kann. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zuführeinrichtung 3 mit Greifereinrichtung 4 (und die später beschriebene Abführvorrichtung 6 mit zweiter Greifereinrichtung 8) nicht maßstäblich zur Prägeanordnung 5 dargestellt sind.
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Es folgt ein Entfernen der Greiferanordnung 4, so dass das Oberwerkzeug 15 der Prägeanordnung mittels Druckgebung des Aktuators 17 herabfahren kann. Die Ronde 2 wird dabei durch die Stempelfläche des Ober- und des Unterwerkzeugs (15, 16) geprägt. Als Aktuator 17 wird in diesem Ausführungsbeispiel ein Hydraulikzylinder eingesetzt, der Presskräfte bis 3.500 kN aufbringen kann. Im Rahmen der Erfindung sind aber auch andere, beispielsweise mechanisch oder elektrisch angetriebene Aktuatoren einsetzbar.
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Nach der Prägung übernimmt die ebenfalls hydraulisch angetriebene Auswurfvorrichtung 7 das Ausstoßen der geprägten Ronde 2, die von einer zweiten Greifereinrichtung 8 von der Prägeanordnung 5 zu einer Abführvorrichtung 6 gebracht wird. In analoger Weise wie bei der Zuführung sind zwei Positionen der zweiten Greifereinrichtung 8 dargestellt. Mit durchgezogenen Linien befindet sie sich in einer Warteposition, mit gestrichelten Linien in der Übergabeposition, in der sie die geprägte Ronde an eine Abführvorrichtung 6 übergibt, die in diesem Ausführungsbeispiel wiederum aus einem um Umlenkrollen 22.2 geführten Transportband 21.2 besteht..
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2 zeigt die Greifereinrichtung 4 in einer Schnittdarstellung. Die zweite Greifereinrichtung 8 kann identisch aufgebaut sein. Die Greifereinrichtung 4 umfasst einen Grundkörper 23, verbunden mit einer Druckluftzuführung 11, an die sich wiederum der Greiferkopf 10 anschließt. Beispielsweise am Grundkörper 23 ist ein Druckluftanschluss vorgesehen. Gereinigte Druckluft ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, es kann sich aber durchaus auch um andere Gasanschlüsse handeln. Der Druckluftanschluss ist leitungsmäßig mit der Druckluftzuführung verbunden. Die Leitung endet in einem Druckluftkanal 13 im Greiferkopf und mündet letztendlich in Austrittsöffnung an der zur aufzunehmenden Ronde benachbarten Fläche 10.1. Der Außenumfang der Fläche 10.1 ist versehen mit wenigstens einem Anschlag 20, der aus wenigstens zwei Einzelanschlägen oder einem umlaufenden Anschlag bestehen sein kann. In der Praxis ist der Anschlag jedoch ein berührungsloser Anschlag. Denn zwischen dem Anschlag 20 und der zu transportierende Ronde 2 befindet sich ein Luftpolster. Dies wird näher bei der Beschreibung von 3 erläutert.
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Es sei in 2 noch hingewiesen auf einen Sensor 24 (mit Kabel 25), der beispielsweise als induktiver Näherungssensor dazu genutzt wird, die Legierungen der Ronde zu detektieren und so das Signal zu geben, dass eine Ronde 2 mit dem Greiferkopf 10 transportiert wird. Außerdem ist erkennbar, dass der Greiferkopf 10 austauschbar ist.
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In 3 wird die Funktion der Rondenaufnahme mit dem Greiferkopf 10 erläutert. Mit den dickeren Pfeilen wird die Strömung der Druckluft angedeutet. Die Druckluft strömt von oben herab zu der Austrittsöffnung 14. Hinter der Austrittsöffnung 14 wird die Strömungsrichtung umgelenkt und verläuft nahezu waagrecht zwischen der Fläche 10.1 und der Oberfläche der Ronde 2.1. Am Rondenrand 2.2 tritt die Druckluft aus, entweder direkt oder zwischen dem Rondenrand 2.2 und einem Anschlag 20 in die Umgebung. Das erbringt nicht nur den erfinderischen Vorteil, dass die Ronde nicht mehr in Berührung mit der Greifereinrichtung kommt, sondern zudem, dass die Ronde selbst über den Druckluftstrom von Staub gereinigt wird.
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Der berührungslose Transport der Ronde 2 verbessert die Qualität des Prägeergebnisses wesentlich, denn über einen berührenden Greifer kann die Ronde 2 mit Staubkörnern versehen werden oder sogar Abrieberscheinungen erzeugt werden, die im Prägeergebnis deutlich sichtbar werden.
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Der Druckluftstrom sollte in Druckhöhe oder Massenstrom beispielsweise durch ein nicht dargestelltes Regelventil einstellbar sein. Dadurch ist eine Anpassung an unterschiedliche Rondendimensionen und -gewichte möglich.
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Das Ausführungsbeispiel des Greiferkopfes 10 in der 3 zeigt zudem noch die Möglichkeit, optional zusätzliche Austrittsöffnungen 26 der Druckluft und zusätzliche Luftkanäle 27 an dem Anschlag 20 vorzusehen. Damit ist auch bei schnellen Bewegungen des Greiferkopfes ausgeschlossen, dass sich Anschlag 20 und der Rondenrand 2.2 berühren. Die Lustströmung in diesen zusätzlichen Luftkanälen ist durch kleine Pfeile angedeutet.
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Die 4a und 4b zeigen eine beispielhafte alternative Ausführungsform des Greiferkopfes 10. Dieser Greiferkopf ist für eine ellipsenförmige Medaille gedacht. Der wesentliche Unterschied zu dem Greiferkopf der 3 ist die Aufteilung des Druckluftkanals 13 in mehrere Einzelkanäle 13.1, 13.2 geringeren Durchmessers aufgeteilt wird, die zudem gegenüber der zur Ronde benachbarte Fläche 10.1 unter einem Winkel zwischen 10 und 50° angeordnet sind. Dadurch behält die Druckluftströmung eine höhere Geschwindigkeit, weil sie nicht so stark umgelenkt werden muss. Außerdem wird die Rondenoberfläche 2.1 gleichförmiger bestrahlt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zum Prägen
- 2
- Ronde
- 2.1
- Oberfläche der Ronde
- 2.2
- Umfangsfläche der Ronde (Rand)
- 3
- Zuführvorrichtung
- 4
- Greifereinrichtung
- 5
- Prägeanordnung
- 6
- Abführvorrichtung
- 7
- Auswurfvorrichtung
- 8
- Zweite Greifereinrichtung
- 9.1,9.2
- Schiene
- 10
- Greiferkopf
- 10.1
- zur Ronde benachbarte Fläche des Greiferkopfes
- 11
- Druckluftzuführung
- 12
- Druckluftanschluss
- 13, 13.1, 13.2
- Druckluftkanal
- 14
- Austrittsöffnung
- 15
- Oberwerkzeug bzw. oberer Stempel
- 16
- Unterwerkzeug bzw. unterer Stempel
- 17
- Aktuator, Hydraulikzylinder
- 18
- Ausstoßer
- 19
- Regelventil
- 20
- Anschlag
- 21.1,21.2
- Transportband
- 22.1,22.2
- Umlenkrollen
- 23
- Grundkörper
- 24
- Sensor
- 25
- Kabel
- 26
- Zusätzliche Austrittsöffnung
- 27
- Zusätzliche Luftkanäle