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(11) | EP 0 142 635 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Antriebsvorrichtung für eine Prägemaschine |
| (57) Bei einer Antriebsvorrichtung für eine Prägemaschine (1), durch die zwei sich in
einem Ruheabstand gegenüberstehende Prägestempel (9,9') relativ zueinander gegen eine
dazwischen gehaltene Prägeplatte (14) mit einem Prägedruck anpreßbar sind, ist einerseits
ein Leerhub bis zur Berührung der Prägestempel (9,9') mit der Prägeplatte (14) zu
überwinden und andererseits anschließend ein verhältnismäßig hoher Prägedruck auf
die Prägestempel (9,9') auszuüben. In Anpassung an die während des Leerhubes und des
Prägehubes herrschenden unterschiedlichen Verhältnisse ist vorgesehen, daß die Antriebsvorrichtung
in eine der Überwindung des Leerhubes dienende erste Antriebseinrichtung (23) von
verhältnismäßig geringer Antriebskraft und eine den verhältnismäßig kleinen Prägehub
bewirkende zweite Antriebseinrichtung (24) von hoher Prägekraft aufgeteilt ist (Figur
1). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für eine Prägemaschine, durch die zwei sich in einer Ruhestellung in einem Ruheabstand gegenüberstehende, zueinander komplementäre Prägestempel relativ zueinander gegen eine zwischen den Prägestempeln in einer Prägestellung gehaltene Prägeplatte mit einem Prägedruck anpreßbar sind.
[0002] Solche Prägemaschinen dienen dazu, Schriftzeichen oder andere Symbole auf Prägeplatten in Form von Metall- oder Kunststoffschildern zu prägen. Dabei kann es sich beispielsweise um Adreßplatten handeln, wie sie in Postbearbeitungsmaschinen verwendet werden oder auch um sogenannte Identifikationskarten, wie sie beispielsweise als Kreditkarten im Gebrauch sind.
[0003] Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung für eine Prägemaschine der eingangs genannten Art (FR-PS 2 348 821) sind die sich gegenüberstehenden Prägestempel im Umfangsbereich zweier sich mindestens im Ruheabstand gegenüberstehender Scheiben axialverschieblich gelagert, die drehfest auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Diese Welle ist drehbar in einem Gestell gelagert, an dem beidseits des Paares der Scheiben je ein sich etwa quer zur Welle erstreckender Betätigungshebel ungefähr in seiner Mitte angelenkt ist. Die einen freien Enden der sich gegenüberstehenden Betätigungshebel sind mit axial gerichteten Schubbolzen versehen, mit denen ein gewünschtes Paar von Prägestempeln durch Drehung des Scheibenpaares in Flucht gebracht werden kann. Die dazu entgegengesetzten freien Enden der Betätigungshebel laufen auf einer zwischen diesen freien Enden mit zur Schwenkachse der Betätigungshebel senkrechter Drehachse angeordneten Nockenscheibe ab, bei deren Umlauf die mit den Schubbolzen versehenen freien Enden der Betätigungshebel einander angenähert und dadurch das gewählte Paar von Prägestempeln auf eine dazwischen eingebrachte Prägeplatte mit einem Prägedruck anpreßbar ist. Hierdurch werden die beiden zueinander komplementären Prägestempel, von denen in der Regel der eine ein vertieftes und der andere ein erhabenes spiegelbildliches Abbild des zu prägenden-Zeichens aufweist, mit großer Kraft gegeneinander gepreßt, so daß auf der dazwischen angeordneten Prägeplatte das seitenrichtige erhabene oder vertiefte Zeichen entsteht.
[0004] Die für das Prägen von Schriftzeichen oder Zahlen üblicher Art erforderlichen Kräfte sind je nach Form und Größe des Zeichens sowie nach Härte und Dicke der zu prägenden Prägeplatte unterschiedlich und liegen etwa in einem Bereich zwischen 1000 und 7000 N. Allerdings sind die Verstellwege, längs denen diese hohen Kräfte tatsächlich auftreten, sehr klein, weil die Prägehöhe eines einzelnen Zeichens nur in der Größenordnung von 0,5 mm liegt. Damit sind während eines großen Abschnittes des Prägetaktes die lastführenden Teile der Prägemaschine wie Achsen, Lager und Hebel, sowie auch die Antriebsvorrichtung nur gering belastet, während in einem verbleibenden kleinen Bereich des Prägetaktes hohe Lagerkräfte auftreten und von der Antriebsvorrichtung ein hohes Drehmoment erbracht werden muß. Damit ist es einerseits erforderlich, in der Antriebsvorrichtung mechanische Energiespeicher, wie Schwungräder, vorzusehen, um die Leistung eines Antriebsmotors klein halten zu können. Andererseits muß aber die Antriebsvorrichtung bei der bekannten Prägemaschine schaltbar sein, damit vor dem Prägevorgang das gewünschte Zeichen durch Drehung des die Prägestempel tragenden Scheibenpaares eingestellt und auch der Prägeträger in die gewünschte Zeilen- und Spaltenlage gebracht werden kann. Es ist daher eine Schaltkupplung erforderlich, die für das beim Prägevorgang auftretende maximale Drehmoment bemessen sein muß. Hierbei handelt es sich aber, insbesondere bei hohen Drehmomenten und gleichzeitig hoher Taktfolge um sehr aufwendige und störungsanfällige Einrichtungen.
[0005] Es ist auch eine Antriebsvorrichtung für eine Prägemaschine bekannt (DE-OS 31 35 505), bei der das Erfordernis einer für hohe Drehmomente ausgelegten Schaltkupplung in der Antriebsvorrichtung dadurch vermieden ist, daß die die Betätigungshebel antreibende Nockenscheibe permanent angetrieben wird. Hierbei sind anstelle der mit den freien Hebelenden festverbundenen Schubbolzen für die Prägestempel verschiebbare Kraftübertragungsglieder vorgesehen, die durch Elektromagnete in den Kraftübertragungsweg zwischen dem Betätigungshebel und dem Prägestempel hineingeschoben oder zurückgezogen werden können. Wenn sich das Kraftübertragunsglied in seiner zurückgezogenen Stellung befindet, wird der Prägestempel trotz des durch die Nockenscheibe erfolgenden Dauerantriebs des Betätigungshebels nicht beaufschlagt, so daß in dieser zurückgezogenen Stellung des Kraftübertragungsgliedes die Einstellung des gewünschten Prägezeichens und die Führung der Prägeplatte in die gewünschte Lage erfolgen kann. Allerdings muß auch diese bekannte Antriebsvorrichtung für das maximale Drehmoment bemessen sein. Außerdem ist die verhältnismäßig aufwendige Elektromagnetanordnung für die Verschiebung des Kraftübertragungsgliedes erforderlich. Schließlich können die Kraftübertragungsglieder nur in dem Totpunkt des ständig laufenden Prägeantriebs hineingeschoben oder zurückgezogen werden, so daß eine mittlere Totzeit der Prägemaschine erforderlich ist, die der halben Taktzeit des ständig laufenden Prägeantriebs entspricht.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zurgrunde, bei einer Antriebsvorrichtung für eine Prägemaschine der eingangs genannten Art unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile die Belastungsverteilung zu verbessern und insbesondere eine hochbelastbare Schaltkupplung zu vermeiden.
[0007] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine einen dem Ruheabstand der Prägestempel abzüglich der Stärke der Prägeplatte entsprechenden Verstellhub aufweisende erste Antriebseinrichtung, durch die die Prägestempel relativ zueinander längs des Verstellhubes an die Prägeplatte heranführbar sind und eine einen im Verhältnis zum Verstellhub kleinen Prägehub aufweisende zweite Antriebseinrichtung, durch die die an die Prägeplatte herangeführten Prägestempel mit dem Prägedruck beaufschlagbar sind.
[0008] Bei der erfindungsgemäßen Lösung dient die erste Antriebseinrichtung dazu, die angewählten Prägestempel so weit einander zu nähern, daß sie die Prägeplatte gerade berühren. Dadurch kann die erste Antriebseinrichtung derart leicht bemessen werden, daß sie lediglich die Reibung innerhalb von Führungen und Lagern der Prägemaschine sowie gegebenenfalls vorhandene Rückstellkräfte mit ausreichender Sicherheit überwinden kann. In der Praxis betragen die längs des Verstellhubes aufzuwendenden Verstellkräfte bis zur Berührung mit der Prägeplatte kaum mehr als 50 bis 100 N und damit nur etwa 0,7 bis 1,5 % der bei der Anwendung des erforderlichen Prägedruckes auftretenden Maximalkräfte.
[0009] Dagegen wird die in der Praxis etwa im Bereich zwischen 1000 und 7000 N liegende Prägekraft während des im Verhältnis zum Verstellhub sehr kleinen Prägehubes von der zweiten Antriebseinrichtung aufgebracht. Die zweite Antriebseinrichtung muß daher zwar für hohe Kräfte ausgelegt sein, benötigt aber nur einen sehr kleinen Arbeitshub.
[0010] Eine bevorzugte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die zweite Antriebseinrichtung als Antriebsquelle einen Elektromagneten mit einem längs des Prägehubes beweglichen Anker aufweist. Der Elektromagnet ist für die Aufbringung sehr hoher Kräfte bei jedoch sehr kleinen Verstellwegen besonders geeignet und führt zu großer Betriebssicherheit und baulicher Einfachheit der zweiten Antriebseinrichtung.
[0011] Die Anwendung von Elektromagneten als Antrieb für Niet- und Schlagbohreinrichtungen ist zwar bekannt. Bei diesen Einrichtungen werden aber die erforderlichen hohen Schlagkräfte dadurch erzielt, daß ein Anker des Elektromagneten längs eines verhältnismäßig langen Weges auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt wird und beim Auftreffen auf ein Niet oder einen Bohrer seine Bewegungsenergie in einen Schlagimpuls umsetzt. Dies ist jedoch mit einer starken Geräuschentwicklung verbunden.
[0012] Im Gegensatz dazu erfolgt durch die mit dem Elektromagneten versehene zweite Antriebseinrichtung der Prägevorgang quasistatisch, da bei diesem Elektromagneten der Anker nur die für die Prägung des Zeichens erforderliche Bewegung in der Größenordnung von einigen zehntel Millimetern ausführt. Trotz der sehr hohen Druckanstiegsgeschwindigkeit von mehr als 2000 N/ms und der entsprechend hohen Beschleunigung des Ankers erfolgt somit seine Bewegung mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit, weil praktisch die gesamte auf die beweglichen Teile ausgekoppelte Energie für den Prägevorgang verbraucht wird. Der zur Geräuschentwicklung verbleibende Energieanteil ist somit sehr gering und praktisch vernachlässigbar.
[0013] Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, die besonders für eine Prägemaschine geeignet ist, die zwei sich in einem Abstand gegenüberstehende, mit einem zwischen ihren freien Enden gelegenen Anlenkpunkt an einem Gestell der Prägemaschine angelenkte Betätigungshebel aufweist, zwischen deren sich gegenüberstehenden einen freien Enden die einander gegenüberstehenden Prägestempel anordenbar sowie mittels dieser freien Enden in Richtung auf die Prägeplatte beaufschlagbar sind und an deren sich gegenüberstehenden anderen freien Enden die Antriebsvorrichtung angreift, zeichnet sich dadurch aus, daß an den anderen freien Enden der Betätigungshebel jeweils die freien Enden der Hebelarme eines Kniehebels angelenkt sind, an dessen die Hebelarme miteinander verbindendem Gelenk eine durch die Achse des Elektromagneten der zweiten Antriebseinrichtung hindurchgeführte, mit dem Anker versehene Schubstange angelenkt ist, deren freies Ende von der ersten Antriebseinrichtung in Achsrichtung beaufschlagbar ist. Durch diese Ausführungsform wird auf konstruktiv einfache Weise das erforderliche Zusammenwirken der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung dadurch sichergestellt, daß die von den beiden Antriebseinrichtungen hervorgerufenen Kräfte gemeinsam an der Schubstange angreifen.
[0014] In diesem Zusammenhang besteht eine mögliche Alternative darin, daß die erste Antriebseinrichtung eine das freie Ende der Schubstange beaufschlagende Kurvenscheibe aufweist, die von einem Elektromotor über eine Schaltkupplung angetrieben ist. Dabei braucht jedoch die Schaltkupplung nur für die zur Überwindung von Reibungs- und Rückstellkräften erforderliche geringe Kraft ausgelegt zu sein, weil die erste Antriebseinrichtung nur der Überwindung des Verstellhubes der Schubstange dient, wogegen der Prägedruck von der zweiten Antriebseinrichtung aufgebracht wird.
[0015] Eine andere Alternative ist dagegen dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinrichtung einen etwa quer zur Achsrichtung der Schubstange angeordneten, mit seinem einen freien Ende am freien Ende der Schubstange angreifenden und mit seinem anderen freien Ende bezüglich des Gestells ortsfest angelenkten Antriebshebel aufweist, der von einem Elektromagneten in Achsrichtung kraftbeaufschlagbar ist. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß wegen des Wegfalls des Antriebsmotors und der Schaltkupplung die Anzahl der bewegten Elemente verringert ist. Man erreicht damit niedrigere Herstellungskosten und einen geringeren Wartungsaufwand, weil weniger einem Verschleiß unterworfene Teile vorhanden sind. Außerdem entfällt das durch einen permanent laufenden Antriebsmotor verursachte Leerlaufgeräusch.
[0016] Um bei den vorstehenden Ausführungsformen die Prägemaschine und die Antriebsvorrichtung sicher in eine wohldefinierte Ruhestellung zurückzuführen erweist es sich als zweckmäßig, daß der Kniehebel von der Rückstellkraft einer Rückstellfeder beaufschlagt ist, durch die die beiden Betätigungshebel in eine mindestens dem Ruheabstand der Prägestempel entsprechende Ruhelage einstellbar sind.
[0017] Diese Maßnahme läßt sich auf konstruktiv einfache Weise dadurch bewerkstelligen, daß die Rückstellfeder als mit ihrem einen Ende gestellfest und mit ihrem anderen Ende am Gelenk eines weiteren Kniehebels angeordnete Zugfeder ausgebildet ist, dessen einer Hebelarm mit seinem freien Ende am anderen freien Ende eines der Betätigungsarme und dessen anderer Hebelarm gestellfest angelenkt ist.
[0018] Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung für eine Prägemaschine zeichnet sich dadurch aus, daß ein erster und ein zweiter Elektromagnet der zweiten Antriebseinrichtung mit je einem durch den Elektromagneten längs einer gemeinsamen Achse verschiebbaren und den Anker aufweisenden Betätigungsglied vorgesehen ist, zwischen deren einander zugewandten freien Enden die einander gegenüberstehenden Prägestempel in der Prägestellung anordenbar und an ihren einander abgewandten freien Enden mit den Betätigungsgliedern in Eingriff bringbar sind, und daß die Betätigungsglieder durch die erste Antriebseinrichtung um den Verstellhub einander annäherbar sind. Bei dieser Ausführungsform wird vorteilhaft der Prägedruck unmittelbar auf die Betätigungsglieder der Prägestempel übertragen, so daß kein zwischengeschaltetes, hochbelastbares Hebelsystem erforderlich ist. Außerdem können die beiden Betätigungsglieder durch die zweite Antriebseinrichtung voneinander unabhängig in Betrieb gesetzt werden.
[0019] In einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist ferner vorgesehen, daß die erste Antriebseinrichtung zwei etwa quer zur gemeinsamen Achse einander gegenüberstehend angeordnete Antriebshebel aufweist, deren der gemeinsamen Achse abgewandte freie Enden bezüglich der Prägemaschine ortsfest angelenkt sind, deren dazu entgegengesetzte freie Enden jeweils mit dem entsprechenden Betätigungsglied in Eingriff bringbar sind und die jeweils mit einem in Richtung der Prägestempel wirkenden Drehmoment beaufschlagbar sind. Die Antriebshebel brauchen dabei lediglich für die während des Verstellhubes auftretende geringe Belastung ausgelegt zu sein.
[0020] Zur Erleichterung der Rückstellung kann dabei in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, daß die Antriebshebel entgegen dem in Richtung der Prägestempel wirkenden Drehmoment durch Federkraft in ihre Ruhelage vorgespannt sind.
[0021] Eine weitere Ausgestaltung dieser Ausführungsformen besteht darin, daß die erste Antriebseinrichtung zwei von einem Motor über eine Schaltkupplung angetriebene Kurbeltriebe aufweist, die über je eine Koppelstange mit je einem zwischen den Enden der Antriebshebel gelegenen Anlenkpunkt verbunden sind. Da durch den Motor lediglich die für den Verstellhub erforderliche kleine Kraft aufgebracht werden muß, können die Schaltkupplung, die Kurbeltriebe und die Koppelstangen entsprechend leicht bemessen sein.
[0022] Vorzugsweise ist diese Ausführungsform derart ausgebildet, daß die zwei Kurbeltriebe einen unterschiedlichen Hub aufweisen. Beispielsweise kann einer der Hübe gerade so bemessen werden, daß durch den zugeordneten Prägestempel die Prägeebene bestimmt wird, wobei dann dieser Prägestempel als feststehendes Widerlager wirkt.
[0023] Alternativ zu den vorstehenden Ausführungsformen kann jedoch in einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung vorgesehen sein, daß die Antriebshebel der ersten Antriebseinrichtung zwischen ihren Enden mit je einer Ankerplatte versehen sind, an der das Drehmoment durch je einen der Ankerplatte gegenübergestellten Elektromagneten anlegbar ist. Diese Ausführungsform weist den Vorteil einer verringerten Anzahl bewegter Teile auf und zeichnet sich damit durch hohe Betriebssicherheit und Wartungsarmut aus.
[0024] Hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung der zweiten Antriebseinrichtung erweist es sich bei den vorgenannten Ausführungsformen als zweckmäßig, daß die Betätigungsglieder als durch die Achse des Elektromagneten hindurchgeführte Schubstangen ausgebildet sind, an denen der als sich radial erstreckende Platte ausgebildete Anker festgelegt ist. Diese Ausführungsform gestattet eine unmittelbare Übertragung der von dem Elektromagneten ausgeübten Magnetkraft auf das jeweilige Betätigungsglied und sichert damit einerseits einen hohen Wirkungsgrad und andererseits durch die Vermeidung von Kraft- übertragungsgliedern eine große bauliche Einfachheit.
[0025] Eine besonders wirkungsvolle Ausnützung der Magnetkraft wird bei dieser Ausführungsform dadurch erreicht, daß die den Anker bildende Platte auf der Schubstange in einem etwa ihrem maximalen Hub entsprechenden Abstand von der dem Prägestempel abgewandten Stirnseite des Elektromagneten angeordnet ist.
[0026] Eine sich durch bauliche Einfachheit und Reibungsarmut auszeichnende weitere Ausgestaltung dieser Ausführungsform besteht ferner darin, daß die mit den Schubstangen in Eingriff bringbaren freien Enden der Antriebshebel jeweils auf der dem Prägestempel abgewandten Stirnseite der den Anker bildenden Platte abstützbar sind.
[0027] Schließlich erweist es sich bei den vorstehenden Ausführungsformen zur Sicherstellung einer einwandfreien Rückkehr in die Ruhelage als zweckmäßig, daß die Betätigungsglieder entgegen ihrer zur Prägeplatte gerichteten Verschiebungsrichtung durch Federkraft in ihre Ruhelage vorgespannt sind.
[0028] Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ist bei den die mit zwei Elektromagneten ausgebildete zweite Antriebseinrichtung aufweisenden Antriebsvorrichtungen vorgesehen, daß durch die erste Antriebseinrichtung der eine der beiden Elektromagnete der zweitenAntriebseinrichtung zugeordnete Anker bis an diesen Elektromagneten heranführbar und dieser Elektromagnet bei Anlage seines Ankers durch einen ersten Impuls bestimmter Dauer erregt wird, und daß der dem anderen Elektromagneten zugeordnete Anker bis in einen dem maximalen Prägehub entsprechenden Abstand vor diesen anderen Elektromagneten verschiebbar ist und in dieser Stellung seines Ankers durch einen später als der erste Impuls einsetzenden zweiten Impuls erregt wird, der mit dem ersten Impuls endet. Dabei wird der durch die erste Antriebseinrichtung an seinen Elektromagneten herangeführte Anker durch den ersten Impuls während dessen Dauer festgehalten, so daß der diesem Anker zugeordnete Prägestempel ein feststehendes Widerlager für die Prägung bildet, das gleichzeitig die Prägeebene bestimmt. In diesem Haltezustand wird dann durch den zweiten Impuls der andere Prägestempel von dem anderen Elektromagneten mit der Prägekraft beaufschlagt und führt den Prägehub durch. Nach der Beendigung der beiden Impulse ist der eigentliche Prägevorgang beendet, so daß die Prägestempel durch elastische Rückführungskräfte wieder in ihre Ruhelage zurückkehren können.
[0029] Schließlich ist im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, daß der Elektromagnet der zweiten Antriebseinrichtung durch einen Entladeimpuls eines Kondensators erregt wird. Durch diese Maßnahme ist es besonders einfach möglich, einen-hinreichend schnellen Kraftanstieg in dem Elektromagneten zu erreichen.
[0030] Dabei erweist es sich als besonders zweckmäßig und vorteilhaft, daß die Impulsenergie in Abhängigkeit von der Art des Prägezeichens gesteuert ist. Durch diese Maßnahme kann auf einfache Weise dem Erfordernis Rechnung getragen werden, daß alle Zeichen eines Prägetextes möglichst die gleiche Prägehöhe haben sollen, damit bei einem nachfolgenden Abdruck dieses Prägetextes ein gleichförmiges Schriftbild entsteht. Die infolge der unterschiedlichen Zeichengröße und Strichlänge für die Herstellung einer gleichen Prägehöhe sehr unterschiedliche Prägekraft läßt sich durch die entsprechende Steuerung der Impulsenergie besonders einfach erreichen.
[0031] Dagegen ist bei bekannten Prägemaschinen mit Exzenter- oder Pleuelantrieb der Prägehub nicht beeinflußbar. Die an die Zeichengröße angepaßten unterschiedlichen Prägekräfte können dabei nur dadurch erreicht werden, daß-die Prägestempel unterschiedlich lang ausgebildet und die mehr oder weniger starke Auffederung des Gestells zur Erzeugung der unterschiedlich hohen Prägekräfte ausgenutzt wird. Wenngleich in der Praxis zumeist eine Unterteilung der Prägestempellängen in 3 bis 5 Längengruppen genügt, muß dennoch bei der Herstellung der Prägemaschinen ein verhältnismäßig großer Aufwand getrieben werden, da auch die erforderliche Federkraftkennlinie des Gestells und von Teilen der Antriebsvorrichtung möglichst genau eingehalten werden muß. Dagegen können bei der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung Prägestempel gleicher Länge verwendet werden, da die Prägekraft durch die Änderung der dem Elektromagneten zugeführten Energie in einfacher Weise in Abhängigkeit von den gewählten Zeichen geändert werden kann.
[0032] Die vorstehende Maßnahme läßt sich besonders vorteilhaft dadurch verwirklichen, daß die Impulsenergie durch selektives Parallelschalten von Ladekondensatoren unterschiedlicher Kapazität im Entladestromkreis gesteuert wird. Dabei kann das selektive Einschalten eines bestimmten Ladekondensators in den Entladestromkreis vorteilhaft mit einem Thyristor ausgeführt werden.
[0033] Eine in diesem Zusammenhang besonders vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Impulsenergie von einem Mikroprozessor gesteuert wird. Hierdurch kann auf einfache Weise die den Magneten zugeführte Impulsenergie verändert werden. Insbesondere ist es mit Hilfe des Mikroprozessors besonders leicht möglich, die Zündimpulse für die Thyristoren in beliebiger Kombination zu erzeugen.
[0034] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller im Text nicht erwähnten Einzelheiten ausdrücklich hingewiesen wird. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung für eine Prägemaschine mit einer einen Elektromotor als Antriebsquelle aufweisenden ersten Antriebseinrichtung und einer einen Elektromagneten als Antriebsquelle aufweisenden zweiten Antriebseinrichtung,
Fig. 2 eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 1, in der die erste Antriebseinrichtung ebenfalls einen Elektromagneten aufweist,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Antriebsvorrichtung, bei der die erste Antriebseinrichtung motorisch angetriebene Kurbeltriebe und die zweite Antriebseinrichtung zwei Elektromagnete aufweist,
Fig. 4 ein Zeitdiagramm für den Bewegungsablauf bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform,
Fig. 5 eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 3, bei der auch die erste Antriebseinrichtung Elektromagnete aufweist,
Fig. 6 ein Zeitdiagramm für die Bestromung der Elektromagnete bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform,
Fig. 7 eine vereinfachte Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Prägekraft und der Art eines zu prägenden Zeichens in Abhängigkeit vom Material eines Prägeträgers,
Fig. 8 ein Prinzipschaltbild einer Stromversorgung für die zweite Antriebseinrichtung bei den in Fig. 3 und 5 dargestellten Ausführungsformen, und
Fig. 9 ein Prinzipschaltbild einer Stromversorgung für die erste Antriebseinrichtung bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform.
[0035] Gemäß Fig. 1 weist eine Prägemaschine 1 ein Gestell 2 mit zwei sich ungefähr parallel in einem Abstand gegenüberstehenden Betätigungshebeln 3, 3' auf, die an einem zwischen ihren freien Enden 4, 5 bzw. 4', 5' gelegenen Anlenkpunkt 6 bzw. 6' in einer gemeinsamen Ebene verschwenkbar an dem Gestell 2 gelagert sind. Zwischen den beiden Betätigungshebeln 3, 3' sind zwei in einem Abstand parallel zueinander angeordnete, scheibenförmige Typentrommeln 7, 7' vorgesehen, die mittig auf einer sich in der Schwenkebene der Betätigungshebel 3, 3' etwa senkrecht zu den Betätigungshebeln 3, 3' erstreckenden Drehachse 8 befestigt sind. Im äußeren Umfangsbereich der Typentrommeln 7, 7' sind Prägestempel 9, 9' axialverschieblich geführt. Die einander gegenüberstehenden, längs einer zur Drehachse 8 parallelen Achse ausgerichteten Prägestempel 9, 9' sind zueinander komplementär, d.h. daß beispielsweise der Prägestempel 9 ein erhabenes und der Prägestempel 9' ein vertieftes spiegelbildliches Abbild eines zu prägenden Zeichens aufweist. Die beiden Prägestempel 9, 9' sind durch Rückholfedern 10, 10' in' eine Ruhestellung vorgespannt, in der sie sich in einem Ruheabstand gegenüberstehen.
[0036] An den dem Gestell 2 abgewandten freien Enden 5, 5' der Betätigungshebel 3 bzw. 3' sind sich etwa in Richtung der Drehachse 8 erstreckende Druckschrauben 11, 11' angeordnet. Durch Verdrehen der Typentrommeln 7, 7' um ihre Drehachse 8 können die verschiedenen, rund um den Umfang der Typentrommeln 7, 7' angeordneten, einander gegenüberstehenden Prägestempel 9, 9' mit einer gemeinsamen Achslinie zur Flucht gebracht werden, die sich durch die Druckschrauben 11, 11' hindurch parallel zur Drehachse 8 erstreckt. Zwischen den einander zugewandten Enden der Druckschraube 11 und des Prägestempels 9 bzw. der Druckschraube 11' und des Prägestempels 9' ist auf der gemeinsamen Achslinie jeweils ein Zwischenstößel 12 bzw. 12' in nicht näher dargestellten, bezüglich des Gestells 2 ortsfesten Lagern axialverschieblich geführt, der durch eine Rückstellfeder 13 bzw. 13' in Richtung der Betätigungshebel 3, 3' in eine Ruhelage vorgespannt ist.
[0037] Eine zu prägende Prägeplatte 14, beispielsweise eine Adreßplatte oder eine Identifikationskarte, ist durch eine nicht dargestellte Führungsvorrichtung zwischen den in ihrer Prägestellung auf der gemeinsamen Achslinie liegenden Prägestempeln9, 9' gehalten. Bei einer Annäherung der freien Enden 5, 5' werden die Prägestempel 9, 9' durch Vermittlung der Zwischenstößel 12, 12' gegen die Prägeplatte 14 angedrückt, so daß bei Aufwendung eines ausreichenden Prägedruckes das gewünschte Zeichen in die Prägeplatte eingeprägt wird.
[0038] An den dem Gestell zugewandten anderen freien Enden 4, 4' der Betätigungshebel 3, 3' sind jeweils die freien Enden der Hebelarme 15 bzw. 15' eines Kniehebels 16 angelenkt, mit dessen die Hebelarme 15, 15' verbindendem Gelenk 17 über eine Lasche 18 eine Schubstange 19 gelenkig verbunden ist, die sich etwa in der Mitte des zwischen den beiden Betätigungshebeln3, 3' begrenzten Abstands parallel zu diesen erstreckt. Ein weiterer Kniehebel ist mit dem freien Ende seines einen Hebelarms 20 am Gestell 2 und mit dem freien Ende seines anderen Hebelarms 21 an dem Verbindungspunkt des freien Endes 4' des Betätigungshebels 3' mit dem Hebelarm 15' des Kniehebels 16 angelenkt. An dem Mittengelenk dieses weiteren Kniehebels greift das eine Ende einer mit ihrem anderen Ende bezüglich des Gestells 2 ortsfest festgelegten Zugfeder/7än, durch die die mit dem Kniehebel 16 verbundenen Betätigungsarme 3, 3' in ihre Ruhelage zurückgeführt werden, in der auch die Prägestempel 9, 9' ihren Ruheabstand einnehmen.
[0039] An dem dem Kniehebel 16 abgewandten freien Ende 22 der Schubstange 19 greift eine erste Antriebseinrichtung 23 an, durch die die Schubstange 19 axial in Richtung einer Streckung des Kniehebels 16 verschiebbar ist. Der Verstellhub dieser ersten Antriebseinrichtung entspricht dabei einer'gegenseitigen Annäherung der Druckschrauben 11, 11' und einer damit verbundenen Verschiebung der einander gegenüberstehenden Prägestempel 9, 9' bis zu deren Berührung mit der Prägeplatte 14. Somit überwindet die erste Antriebseinrichtung 23 gerade den gegenseitigen Ruheabstand der Prägestempel 9, 9' abzüglich der Stärke der Prägeplatte 14. Da hierbei noch keine Prägung der Prägeplatte 14 erfolgt, braucht somit die erste Antriebseinrichtung 23 lediglich die Reibung und die Rückstellkräfte innerhalb der Prägemaschine 1 zu überwinden.
[0040] Eine zweite Antriebseinrichtung 24 weist einen Elektromagneten 25 auf, durch den die Schubstange 19 mittig längs seiner der Wirkrichtung entsprechenden Achse hindurchgeführt ist. An der dem freien Ende 22 der Schubstange 19 zugewandten Seite des Elektromagneten 25 ist auf der Schubstange 19 in einem mindestens dem Verstellhub der ersten Antriebseinrichtung 23 zuzüglich einem kleinen Prägehub entsprechenden Abstand von der Stirnfläche des Elektromagneten 25 ein in Form einer radialen Platte ausgebildeter Anker 26 auf der Schubstange 19 befestigt.
[0041] Die erste Antriebseinrichtung 23 weist bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eine das freie Ende 22 der Schubstange 19 beaufschlagende Kurvenscheibe 27 auf, die um eine zur Schubstange 19 senkrechte, bezüglich des Gestells 2 ortsfeste Achse drehbar gelagert ist. Die Kurvenscheibe 27 ist über eine elektromagnetisch betätigte Schaltkupplung 28 von einem Elektromotor 29 angetrieben.
[0042] Zur Einleitung eines Prägevorganges wird die Schaltkupplung 28 eingeschaltet, wodurch die Kurvenscheibe 27 von dem Elektromotor 29 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Dadurch nähert sich der auf der Schubstange 19, angeordnete Anker 26 dem Elektromagneten 25 der zweiten Antriebseinrichtung. Gleichzeitig werden die beiden Hebelarme 15, 15' des Kniehebels 16 sowie auch die beiden Hebelarme 20,21 des weiteren Kniehebels in Richtung auf ihre Strecklage bewegt, wobei jedoch der Verstellhub der ersten Antriebseinrichtung 23 nur so weit geht, daß die über die Druckschrauben 11,11' betätigten Prägestempel 9, 9' die dazwischen gehaltene Prägeplatte 14 berühren. Die Prägestempel 9, 9' werden also durch die erste Antriebseinrichtung 23 lediglich an die Prägeplatte 14 herangeführt.
[0043] Sobald diese Stellung erreicht ist, wird dem Elektromagneten 25 der zweiten Antriebseinrichtung über eine nicht dargestellte Stromquelle ein elektrischer Impuls zugeführt, wodurch der Kniehebel 16 noch weiter gestreckt wird und die Prägestempel 9, 9' längs einem im Verhältnis zum Verstellhub der ersten Antriebseinrichtung kleinen Prägehub mit einem hohen Prägedruck an die Prägeplatte 14 angepreßt werden, wodurch die eigentliche Prägung erfolgt.
[0044] Der weitere Kniehebel mit den Hebelarmen 20,21 dient dabei dazu, den in Fig. 1 unteren Prägestempel 9' beim Prägevorgang in eine definierte Ebene bezüglich der nicht dargestellten Führungsvorrichtung für die Prägeplatte 14 zu bringen, um eine Vorwölbung der Prägeplatte 14 zu vermeiden oder wenigstens in möglichst geringen Grenzen zu halten.
[0045] Eine in Fig. 2 dargestellte andere Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten nur durch die Ausgestaltung der ersten Antriebseinrichtung 23. Diese weist einen etwa quer zur Schubstange 19 angeordneten Antriebshebel 30 auf, der mit seinem einen, in Fig. 2 oberen freien Ende 31 am freien Ende 22 der Schubstange 19 anliegt und mit seinem anderen freien Ende 32 bezüglich des Gestells 2 ortsfest angelenkt ist. An dem Antriebshebel 30 ist zwischen seinen freien Enden 31, 32 eine Ankerplatte 33 in Gegenüberstellung zu einem mit seiner Wirkachse parallel zur Achsrichtung der Schubstange 19 des bezüglich des Gestells ortsfest angeordneten Elektromagneten 34 befestigt.Schließlich: ist der Antriebshebel 30 entgegen der im Sinne einer Streckung des Kniehebels 16 gerichteten Wirkrichtung des Elektromagneten 34 von einer Rückstellfeder 35 in Richtung auf einen Begrenzungsanschlag 36 vorgespannt.
[0046] Der Betriebsablauf erfolgt wie bei der in Fig. l dargestellten Ausführungsform, wobei zur Betätigung der ersten Antriebseinrichtung 23 zunächst der Elektromagnet 34 bestromt wird, wodurch mittels des Antriebshebels 30 die Schubstange 19 längs des Verstellhubes soweit bewegt wird, daß die Prägestempel 9,9' die Prägeplatte 14 berühren. Die eigentliche Prägung erfolgt sodann wie bei der in Fig. l dargestellten Ausführungsform durch die Betätigung der zweiten Antriebseinrichtung 24.
[0047] Bei einer in Fig. 3 dargestellten anderen Ausführungsform weist die zweite Antriebseinrichtung einen ersten und zweiten Elektromagneten37 (Ml) und 37' (M2) auf, die auf einer ihrer Wirkrichtung entsprechenden gemeinsamen Achse, mit der die in den Typentrommeln 7, 7' gelagerten Prägestempel 9,9' durch Drehung um die Drehachse 8 fluchtend ausgerichtet werden können, beidseits der Typentrommeln 7,7' angeordnet sind. Die beiden Elektromagnete 37,37' sind mit je einem Betätigungsglied 38,38' versehen,-das als längs der Achse durch den Elektromagneten 37 bzw. 37' hindurchgeführte Schubstange 39 bzw. 39' ausgebildet ist. Die Schubstangen 39,39' sind jeweils an ihrem der Typentrommel 7 bzw. 7' abgewandten freien Ende 40 bzw. 40' durch Rückholfedern 41, bzw. 41' entgegengesetzt zu den Typentrommeln 7,7' in eine Ruhelage vorgespannt, in der die zu den Typentrommeln 7,7' weisenden anderen freien Enden 42,42' der Schubstangen 39 bzw. 39' mit geringem Spiel den ihnen zugewandten freien Enden der sich in ihrem gegenseitigen Ruheabstand befindenden Prägestempel 9 bzw 9' gegenüberstehen. Auf der der Typentrommel 7, 7' abgewandten Seite des Elektromagneten 37 bzw. 37' ist an der Schubstange 39 bzw. 39' in einem etwa ihrem maximalen Hub entsprechenden Abstand von der Stirnseite des Elektromagneten 37 bzw. 37' der als radiale Platte ausgebildete Anker 43 bzw. 43' befestigt.
[0048] Die erste Antriebseinrichtung weist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform zwei etwa quer zur gemeinsamen Achse der Schubstangen 39, 39' angeordnete, einander in einem Abstand etwa parallel gegenüberstehende Antriebshebel 44,44' auf, deren den Schubstangen 39,39' abgewandte freie Enden 45 bzw. 45' bezüglich der Prägemaschine 1 ortsfest angelenkt sind und deren dazu entgegengesetzte freie Enden 46,46' jeweils auf der dem Elektromagneten 37 bzw. 37' abgewandten Stirnseite des Ankers 43 bzw. 43' abgestützt sind. Zur Beaufschlagung der Antriebshebel 44,44' mit einem in Richtung der Prägestempel 9,9' wirkenden Drehmoment sind zwei Kurbeltriebe 47,47' vorgesehen, die jeweils über eine Koppelstange 48 bzw. 48' mit einem zwischen den freien Enden des jeweiligen Antriebshebels 44 bzw. 44' gelegenen Anlenkpunkt verbunden sind. Die beiden Kurbeltriebe 47,47' sind zueinander gegenläufig gemeinsam über eine Schaltkupplung 49 von einem Motor 50 angetrieben. Der Gesamthub b des Kurbeltriebs oder Exzenters 47' ist kleiner als der Gesamthub a des Kurbeltriebs oder Exzenters 47.
[0049] Für die Durchführung eines Prägevorgangs wird die Schaltkupplung 49 bei einem Drehwinkel ϕ = 0 eingeschaltet, wodurch die beiden Antriebshebel 44,44' gegeneinander bewegt werden. Infolge des etwas größeren Gesamthubs des Antriebshebels 44 wird der an seinem freien Ende 46 anliegende Anker 43 mit der dem Anker 43 zugewandten Stirnfläche des Elektromagneten 37 in unmittelbare Berührung gebracht. Die Schubstange 39 bewegt sich dabei gleichzeitig entgegen der Wirkung der Rückholfeder 41 in Richtung auf den Prägestempel 9 und hebt ihn bis zur Berührung mit der Prägeplatte 14 an. Gleichzeitig wird durch "en den kleineren Hub aufweisenden Antriebshebel 44' die Schubstange 39' so weit in Richtung des Prägestempels 9' verschoben, daß noch ein für den Prägehub ausreichender Luftspalt zwischen dem Anker 43' und der ihm zugewandten Stirnfläche des Elektromagneten 37' (M2) verbleibt. Der Prägestempel 9' berührt in dieser Stellung die Prägeplatte 14.
[0050] Sobald durch die erste Antriebseinrichtung die vorbeschriebene Stellung der Schubstangen 39,39' und damit der Prägestempel 9,9' herbeigeführt worden ist, wird zuerst der Elektromagnet 37 (Ml) der zweiten Antriebseinrichtung bestromt, so daß sein Anker 43 an ihm haftet. Dann wird nach einer kurzen Verzögerungszeit auch der Elektromagnet 37' der zweiten Antriebsrichtung bestromt, wodurch der eigentlichen Prägevorgang erfolgt. Der Elektromagnet 37 übernimmt somit die Aufgabe eines festen Widerlagers und bestimmt daher die Ebene, in der die Prägung erfolgt. Danach bewegen sich die Antriebshebel 44,44' in ihre Ruhelage zurück, wobei die Schubstangen 39,39' unter der Wirkung der Rückholfedern 41,41' ebenfalls in ihre Ausgangsstellung zurückkehren. Die unter der Vorspannung der Rückholfedern 10,10' stehenden Prägestempel 9,9' geben damit die geprägte Prägeplatte 14 frei, so daß ein neues Zeichen in die Prägestellung gebracht werden kann.
[0051] Im einzelnen ist der einer vollen Drehung von = 360° der Kurbel- bzw. Exzenterbewegung der ersten Antriebseinrichtung entsprechende Zeitablauf eines Prägetaktes in Fig. 4 dargestellt. Dabei sind mit x1 und x2 die Verstellwege der Schubstangen 39 bzw. 39' bezeichnet. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, wird der Elektromagnet 37 (Ml) kurz vor dem Erreichen der ersten Totpunktlage bestromt, worauf nach kurzer Verzögerungszeit zusätzlich der Elektromagnet 37' (M2) folgt. Nach Ablauf einer vollen Kurbelumdrehung ist sodann beim Erreichen der zweiten Totpunktlage ( ϕ = 360°) der Prägevorgang abgeschlossen.
[0052] Eine in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 3 dargestellten lediglich in der Ausgestaltung der ersten Antriebseinrichtung. Anstelle einer Kopplung der Antriebshebel 44,44' mit den Kurbeltrieben 47,47' sind dort die Antriebshebel 44,44' zwischen ihren freien Enden mit Ankerplatten 51 bzw. 51' versehen, denen jeweils ein Elektromagnet 52 bzw. 52' gegenübergestellt ist, der auf den jeweiligen Antriebshebel 44 bzw. 44' ein Drehmoment in Richtung auf eine gegenseitige Annäherung der Prägestempel 9,9' ausübt. An den Antriebshebeln 44,44' greift entgegen der Wirkrichtung der Elektromagnete 52 (M3) und 52' (M4) jeweils eine Rückholfeder 53,53' an, die den Antriebshebel 44 bzw. 44' gegen einen ortsfesten Anschlag 54 bzw. 54' vorspannt.
[0053] Der Betriebsablauf der in Fig.5 dargestellten Ausführungsform geht im einzelnen aus Fig. 6 hervor. Wie aus dem Zeitdiagramm von Fig. 6 zu ersehen ist, wird zur Einleitung eines Prägevorgangs zunächst der Elektromagnet 52 '(M3) bestromt, wodurch sich der Antriebshebel 44 entgegen der Wirkung der Rückholfedern 41 und 53 im Gegenuhrzeigersinn bewegt und dabei den Anker 43 und die damit verbundene Schubstange 39 bis zur Berührung des Ankers 43 mit dem Elektromagneten 37 (Ml) der zweiten Antriebseinrichtung bewegt. In dieser Stellung wird der Elektromagnet 37 (Ml) bestromt und hält seinen Anker 43 fest. Anschließend wird der Elektromagnet 52 (M3) abgeschaltet, so daß der Antriebshebel 44 unter der Wirkung seiner Rückholfeder 53 in seine durch den Anschlag 54 begrenzte Ausgangsstellung zurückkehrt. Der Prägestempel 9 befindet sich damit in seiner Arbeitsstellung, in der er die Prägeplatte 14 berührt.
[0054] Gleichzeitig mit der Bestromung des Elektromagneten 37 (Ml) wird auch der Elektromagnet 52' (M4) der ersten Antriebseinrichtung bestromt, wodurch sein Antriebshebel 44' die Schubstange 39' mit dem Anker 43' so weit verschiebt, da-3 der Prägestempel 9' ebenfalls die Prägeplatte 14 berührt. Wie bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform besteht in dieser Stellung zwischen dem Anker 43' und der Stirnseite seines Elektromagneten 37' (M2) ein ausreichend großer Abstand, daß durch eine anschließende Bestromung des Elektromagneten 37' der zweiten Antriebseinrichtung der eigentliche Prägehub durchgeführt wird. Der Elektromagnet 52' (M4) der ersten Antriebseinrichtung wird kurz nach erfolgter Bestromung des Elektromagneten 37' (M2) der zweiten Antriebseinrichtung abgeschaltet, wodurch der Antriebshebel 44' freigegeben und unter der Wirkung seiner Rückstellfeder 53' zu dem Anschlag 54' zurückgeführt wird.
[0055] Nach erfolgter Prägung werden dann auch die Elektromagnete 37,37' der zweiten Antriebseinrichtung abgeschaltet, wodurch die Anker 43 bzw. 43' freigegeben werden. Die Schubstangen 39,39' werden sodann durch ihre Rückholfedern 41,41' in die Ruhestellung zurückgezogen, wobei die unter Vorspannung der Rückholfedern 10,10' stehenden Prägestempel 9,9' die Prägeplatte 14 freigeben, so daß ein neues Zeichen in die Prägestellung gebracht werden kann.
[0056] Die für die Erzielung einer für alle zu prägenden Zeichen einheitlichen Prägehöhe erforderliche Prägekraft F ist in Abhängigkeit von der Größe des zu prägenden Zeichens bzw. der Strichlänge unterschiedlich. Beispielsweise ist in Fig. 7 die Prägekraft F für verschiedene Materialarten der Prägeplatten 14 in Abhängigkeit von den auf der Abszisse aufgetragenen unterschiedlichen Zeichen dargestellt. Während beispielsweise für die Zeichen "Punkt" und "Komma" verhältnismäßig geringe Prägekräfte aufgewendet werden müssen, steigt die erforderliche Prägekraft in Richtung auf die Buchstaben "M" und "W" an. Die Steuerung der Prägekraft in Abhängigkeit von dem zu prägenden Zeichen erfolgt bei den in Fig. 1, 2, 3 und 5 dargestellten Ausführungsformen durch eine geeignete Steuerung der Stromversorgung für die Elektromagnete 25 bzw. 37,37' der zweiten Antriebseinrichtung.
[0057] Eine Ausführungsform einer Stromversorgung für die in Fig. 5 dargestellte Antriebsvorrichtung ist in Fig. 8 und 9 dargestellt. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, sind in einem aus dem Wechselstromnetz über eine Gleichrichterdiode 55 gespeisten Ladestromkreis Impulskondensatoren 56,57,58 mit Schutz- und Entkopplungswiderständen 59,60,61 in Reihe und dann parallel geschaltet. Die Impulskondensatoren 56,57,58 werden also in dem Ladestromkreis auf den Spitzenwert der Wechselspannung aufgeladen. Ein Entladestromkreis für die Impulskondensatoren 56,57,58 besteht aus den beiden hintereinander geschalteten Elektromagneten 37,37', wobei diese Serienschaltung mit ihrem einen Ende unmittelbar an den gemeinsamen Verbindungspunkt der Impulskondensatoren 56, 57,58 angeschlossen ist und mit ihrem anderen Ende über je einen Thyristor 62,63,64 jeweils an den dem gemeinsamen Verbindungspunkt entgegengesetzten Anschluß der Impulskondensatoren 56,57,58 geführt ist.
[0058] Die Elektromagnete 37,37' sind ferner durch je eine Freilaufdiode 65 bzw. 65' überbrückt, die entgegengesetzt zum Erregungsstrom der Elektromagnete 37,37' gepolt sind und Überspannungen beim Abschalten der Elektromagnete 37,37' verhindern. Ferner ist an den Elektromagneten 37 ein Vorerregungsstromkreis angeschlossen, der aus einer Schutzdiode 66, einem Schalttransistor 67 und einem aus einer Vollweggleichrichterschaltung 68 und einem Glättungskondensator 69 bestehenden Niederspannungsnetzteil gebildet ist. Durch diesen Vorerregungsstromkreis erhält der Elektromagnet 37 die für das im Zusammenhang mit Fig. 5 beschriebene Festhalten seines Ankers 43 vor der Auslösung des eigentlichen Prägevorgangs benötigte Vorerregungsenergie.
[0059] Durch wahlweisesZünden der Thyristoren 62,63,64 kann den Elektromagneten 37, 37' der Entladeimpuls der Impulskondensatoren 56,57,58 selektiv zugeführt werden. Sofern in dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel die Kapazität der Impulskondensatoren 56, 57,58 im Verhältnis 1 zu 2 zu 4 gewählt wird, kann somit durch das wahlweise Zünden der Thyristoren 62, 63,64 die Impulsenergie im Verhältnis 1 zu 7 gesteuert werden. Damit wird ein in der Regel völlig ausreichender Variationsbereich erhalten, um die Prägekraft dem gewählten Zeichen anzupassen und ein gleichförmiges Prägebild zu erhalten. Durch die Hinzufügung weiterer Impulskondensatoren und Thyristoren kann die Feinheit der Abstufung beliebig gesteigert werden. Beispielsweise kann durch den geringfügigen Mehraufwand der Hinzufügung eines weiteren Thyristors und eines weiteren Impulskondensators mit der achtfachen Kapazität der kleinsten Stufe die Impulsenergie im Verhältnis 1 zu 15 verändert werden.
[0060] Die Energieversorgung der Elektromagnete 52,52' der ersten Antriebseinrichtung erfolgt gemäß Fig. 9 aus einem eine Vollweggleichrichterschaltung 70 und einen Glättungskondensator 71 aufweisenden weiteren Niederspannungsnetzteil, an das die Elektromagnete 52,52' über je einen Schaltransistor 72 bzw. 72' angeschlossen sind. Auch hier sind die Elektromagnete 52, 52' mit Freilaufdioden 73 bzw. 73' überbrückt.
[0061] Die Steuerung des der Vorerregung dienenden Schalttransistors67, der Schalttransistoren 72,72' für den Betrieb der ersten Antriebseinrichtung und der dem eigentlichen Prägevorgang dienenden Thyristoren 62,63,64 erfolgt beispielsweise zweckmäßig durch einen Mikroprozessor, da dann mit einfachen Mitteln die Schaltvorgänge in beliebiger Zeitfolge erzielt werden können. Insbesondere kann dabei die im Zusammenhang mit der Ausführungsform von Fig. 5 beschriebene Schaltfolge gesteuert werden.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
Antriebsvorrichtung für eine Prägemaschine
[0062]
1 Prägemaschine'
2. Gestell
3,3' Betätigungshebel
4,4' freies Ende
5,5' freies Ende
6,6' Anlenkpunkt
7,7' Typentrommeln
8 Drehachse
9,9' Prägestempel
10,10' Rückholfeder
11,11' Druckschrauben
12,12' Zwischenstößel
13,13' Rückstellfeder
14 Prägeplatte
15,15' Hebelarme
16 Kniehebel
17 Gelenk
18 Lasche
19 Schubstange
20 Hebelarm
21 Hebelarm
22 freies Ende
23 erste Antriebseinrichtung
24 zweite Antriebseinrichtung
25 Elektromagnet
26 Anker
27 Kurvenscheibe
28 Schaltkupplung
29 Elektromotor
30 Antriebshebel
31 freies Ende
32 freies Ende
33 Ankerplatte
34 Elektromagnet
35 Rückstellfeder schaltung
36 Begrenzungsanschlag
37,37' Elektromagnet
38,38' Betätigungsglied
39,39' Schubstange
40,40' freies Ende
41,41' Rückholfeder
42,42' freies Ende
43,43' Anker
44,44' Antriebshebel
45,45' freies Ende
46,46' freies Ende
47,47' Kurbeltrieb
48,48' Koppelstange
49 Schaltkupplung
50 Motor
51,51' Ankerplatte
52,52' Elektromagnet
53,53' Rückholfeder
54,54' Anschlag
55 Gleichrichterdiode
56 Impulskondensator
57
58 " "
59 Schutzwiderstand
60 "
61 "
62 Thyristor
63 "
64 "
65,65' Freilaufdiode
66 Schutzdiode
67 Schalttransistor
68 Vollweggleichrichterschaltung
69 Glättungskondensator
70 Vollweggleichrichter-
71 Glättungskondensator
72,72' Schalttransistor
73,73' Freilaufdiode
74 Rückstellfeder
1. Antriebsvorrichtung für eine Prägemaschine, durch die zwei sich in einer Ruhestellung
in einem Ruheabstand gegenüberstehende, zueinander komplementäre Prägestempel relativ
zueinander gegen eine zwischen den Prägestempeln in einer Prägestellung gehaltene
Prägeplatte mit einem Prägedruck anpreßbar sind, gekennzeichnet durch eine einen dem
Ruheabstand der Prägestempel (9,9') abzüglich der Stärke der Prägeplatte (14) entsprechenden
Verstellhub aufweisende erste Antriebseinrichtung (23) durch die die Prägestempel
(9,9') relativ zueinander längs des Verstellhubes an die Prägeplatte (14) heranführbar
sind und eine einen im Verhältnis zum Verstellhub kleinen Prägehub aufweisende zweite
Antriebseinrichtung (24), durch die die an die Prägeplatte (14) herangeführten Prägestempel
(9,9') mit dem Prägedruck beaufschlagbar sind.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebseinrichtung
(24) als Antriebsquelle einen Elektromagneten (25;37,37') mit einem längs des Prägehubes
beweglichen Anker aufweist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Prägemaschine zwei sich in einem
Abstand gegenüberstehende, mit einem zwischen ihren freien Enden gelegenen Anlenkpunkt
an einem Gestell der Prägemaschine angelenkte Betätigungshebel aufweist, zwischen
deren sich gegenüberstehenden einen freien Enden die einander gegenüberstehenden Prägestempel
anordenbar sowie mittels dieser freien Enden in Richtung auf die Prägeplatte beaufschlagbar
sind und an deren sich gegenüberstehenden anderen freien Enden die Antriebsvorrichtung
angreift, dadurch gekennzeichnet, daß an den anderen freien Enden (4,41) der Betätigungshebel (3,3') jeweils die freien Enden der Hebelarme (15,15') eines
Kniehebels (16) angelenkt sind, an dessen die Hebelarme (15,15') miteinander verbindendem
Gelenk (17) eine durch die Achse des Elektromagneten (25) der zweiten Antriebseinrichtung
(24) hindurchgeführte, mit dem Anker (26) versehene Schubstange (19) angelenkt ist,
deren freies Ende (22) von der ersten Antriebseinrichtung (23) in Achsrichtung beaufschlagbar
ist.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinrichtung
(23) eine das freie Ende (22) der Schubstange (19) beaufschlagende Kurvenscheibe (27)
aufweist, die von einem Elektromotor (29) über eine Schaltkupplung (28) angetrieben
ist.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinrichtung
(23) einen etwa quer zur Achsrichtung der Schubstange (19) angeordneten, mit seinem
einen freien Ende (31) am freien Ende (22) der Schubstange (19) angreifenden und mit
seinem anderen freien Ende (32) bezüglich des Gestells (2) ortsfest angelenkten Antriebshebel
(30) aufweist, der von einem Elektromagneten (34) in Achsrichtung kraftbeaufschlagbar
ist.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kniehebel (16) von der Rückstellkraft einer Rückstellfeder (74) beaufschlagbar
ist, durch die die beiden Betätigungshebel (3,3') in eine mindestens dem Ruheabstand
der Prägestempel (9,9') entsprechende Ruhelage einstellbar sind.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder
(74) als mit ihrem einen Ende gestellfest und mit ihrem anderen Ende am Gelenk eines
weiteren Kniehebels angeordnete Zugfeder ausgebildet ist, dessen einer Hebelarm (21)
mit seinem freien'Ende am anderen freien Ende eines der Betätigungsarme (15') und
dessen anderer Hebelarm (20) gestellfest angelenkt ist.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und
ein zweiter Elektromagnet (37,37') der zweiten Antriebseinrichtung mit je einem durch
den Elektromagneten längs einer gemeinsamen Achse verschiebbaren und den Anker (43,43')
aufweisenden Betätigungsglied (38,38') vorgesehen ist, zwischen deren einander zugewandten
freien Enden (42, 42') die einander gegenüberstehenden Prägestempel (9, 9') in der
Prägestellung anordenbar und an ihren einander abgewandten freien Enden mit den Betätigungsgliedern
(38,38') in Eingriff bringbar sind, und daß die Betätigungsglieder (38,38') durch
die erste Antriebseinrichtung um den Verstellhub einander annäherbar sind.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinrichtung
zwei etwa quer zur gemeinsamen Achse einander gegenüberstehend angeordnete Antriebshebel
(44,44') aufweist, deren der gemeinsamen Achse abgewandte freie Enden (45,45') bezüglich
der Prägemaschine (1) ortsfest angelenkt sind, deren dazu entgegengesetzte freie Enden
(46,46') jeweils mit dem entsprechenden Betätigungsglied (38,38') in Eingriff bringbar
sind und die jeweils mit einem in Richtung der Prägestempel (9,9') wirkenden Drehmoment
beaufschlagbar sind.
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebshebel
(44,44') entgegen dem in Richtung der Prägestempel (9,9') wirkenden Drehmoment durch
Federkraft in ihre Ruhelage vorgespannt sind.
11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Antriebseinrichtung zwei von einem Motor (50) über eine Schaltkupplung angetriebene
Kurbeltriebe (47,47') aufweist, die über je eine Koppelstange (48,48') mit je einem
zwischen den Enden der Antriebshebel (44,44') gelegenen Anlenkpunkt verbunden sind.
12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kurbeltriebe
(47,47') einen unterschiedlichen Hub aufweisen.
13. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebshebel(44,44')
der ersten Antriebseinrichtung zwischen ihren Enden mit je einer Ankerplatte (51,511) versehen sind, an der das Drehmoment durch je einen der Ankerplatte (51, 51') gegenübergestellten
Elektromagneten (52,52') anlegbar ist.
14. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigungsglieder (38,38') als durch die Achse des Elektromagneten (37,37')
hindurchgeführte Schubstangen (39,39') ausgebildet sind, an denen der als sich radial
erstreckende Platte ausgebildete Anker (43,43') festgelegt ist.
15. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anker
(43,43') bildende Platte auf der Schubstange (39,39') in einem etwa ihrem maximalen
Hub entsprechenden Abstand von der dem Prägestempel (9,91) abgewandten Stirnseite des Elektromagneten (37,37') angeordnet ist.
16. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den
Schubstangen (39,39') in Eingriff bringbaren freien Enden (46,46') der Antriebshebel
(44,44') jeweils auf der dem Prägestempel (9,9') abgewandten Stirnseite der den Anker
(43,43') bildenden Platte abstützbar sind.
17. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigungsglieder (38,38') entgegen ihrer zur Prägeplatte (14) gerichteten
Verschiebungsrichtung durch Federkraft in ihre Ruhelage vorgespannt sind.
18. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß durch die erste Antriebseinrichtung der einem der beiden Elektromagnete (37) der
zweiten Antriebseinrichtung zugeordnete Anker (43) bis an diesen Elektromagneten (37)
heranführbar und dieser Elektromagnet (37) bei Anlage seines Ankers (43) durch einen
ersten Impuls bestimmter Dauer erregt wird, und daß der dem anderen Elektromagneten
(37') zugeordnete Anker (43') bis in einen dem maximalen Prägehub entsprechenden Abstand
vor diesenanderen Elektromagneten (37') verschiebbar ist und in dieser Stellung seines
Ankers (43') durch einen später als der erste Impuls einsetzenden zweiten Impuls erregt
wird, der mit dem ersten Impuls endet.
19. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromagnet (37,37') der zweiten Antriebseinrichtung durch einen Entladeimpuls
eines Kondensators (56,57,58) erregt wird.
20. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsenergie
in Abhängigkeit von der Art des Prägezeichens gesteuert ist.
21. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsenergie
durch selektives Parallelschalten von Ladekondensatoren (56,57,58) unterschiedlicher
Kapazität im Entladestromkreis gesteuert ist.
22. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die
Impulsenergie von einem Mikroprozessor gesteuert wird.