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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Hand-Prägevorrichtung mit Druckluftantrieb
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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So
eine Prägevorrichtung
ist aus der
DE 37 39
539 C2 bekannt, deren Inhalt durch die Bezugnahme hierin
eingeschlossen wird. Sie umfasst an ihrer Prägeseite einen mit einer Prägezeichentype
versehenen Prägestempel,
der auswechselbar in einem Prägestempelbolzen
festgeschraubt ist, der in Prägerichtung
und entgegen der Prägerichtung
verschiebbar geführt
ist und der an seiner der Prägeseite
entgegengesetzten Rückseite
eine Aufprallfläche
aufweist. Darüber
hinaus weist die bekannte Prägevorrichtung
einen gegenüber
dem Prägestempelbolzen angeordneten
verschiebbaren Schlagbolzen auf, der im "scharfen" Zustand der Prägevorrichtung mit seiner Schlagfläche von
der Aufprallfläche
des Prägestempelbolzens
beabstandet ist, wobei der Schlagbolzen eine in Gegenrichtung der
Schlagfläche
weisende, mit Druckluft beaufschlagbare Arbeitsfläche aufweist.
Der Schlagbolzen begrenzt einerseits mit seiner Schlagfläche einen
Expansionsraum und andererseits mit seiner Arbeitsfläche einen
mit einer Druckluftquelle verbundenen Arbeitsraum. Der Prägestempelbolzen
und der Schlagbolzen sind in einem gemeinsamen, mit der Hand ergreifbaren
rohrförmigen
Gehäuse
angeordnet, das den vom Schlagbolzen bis zum Prägestempel verlaufenden Expansionsraum
enthält,
der im "scharfen" Zustand der Vorrichtung
mit Druckluft befüllt
ist und mittels eines im Gehäuse
angeordneten, in der Ruhestellung der Prägevorrichtung geschlossenen
Entlüftungsventils
zum Auslösen
des Prägevorgangs
entlüftbar
ist, indem das Entlüftungsventil
durch Verschieben des Gehäuses
in Prägerichtung
bei auf der Gegenstandsoberfläche
aufgesetzter Prägezeichentype
geöffnet
wird, wobei der Expansionsraum, der Arbeitsraum und die Druckluftquelle
kontinuierlich miteinander verbunden sind. Zwischen dem Schlagbolzen
und dem Prägestempelbolzen
erstreckt sich eine Rückstellfeder,
die den Schlagbolzen bei gleichem Druck in Expansionsraum und Arbeitsraum
in seine hintere, vom Prägestempelbolzen
beabstandete Grundstellung drückt.
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Die
Wirkungsweise der bekannten Prägevorrichtung
ist wie folgt. Nach (einmaligem) Anschließen der Druckluft gelangt Luft über einen
Spalt zwischen dem Schlagbolzen und dem rohrförmigen Gehäuse aus dem Arbeitsraum in
den Expansionsraum und drückt
den Prägestempelbolzen
mit der Dichtung des Entlüftungsventils
gegen einen passenden Bund am Gehäuse. Da im Expansionsraum und
im Arbeitsraum gleicher Druck herrscht, zwingt die Rückstellfeder
den Schlagbolzen in die hintere Grundstellung. Die Prägevorrichtung
ist somit "scharf". Wenn die gesamte
Prägevorrichtung
zügig mit
dem Prägestempel gegen
ein Werkstück
gedrückt
wird, wird der Prägestempelbolzen
zurückgeschoben,
und der Druck im Expansionsraum kann sehr schnell durch das nunmehr
geöffnete
Entlüftungsventil
und durch seitliche Entlüftungskanäle im Kopf
der Prägevorrichtung
entweichen. Der Spalt zwischen Schlagbolzen und Gehäuse ist
nur sehr klein, und daher kann die Druckluft nicht schnell genug
am Schlagbolzen vorbei in den Expansionsraum des Gehäuses gelangen.
Folglich wird der Schlagbolzen gegen die verhältnismäßig schwache Rückstellfeder
nach vorne gegen den Prägestempelbolzen
geschleudert, wo er wie ein Hammer auf den Prägestempelbolzen trifft, und
die gesamte Schlagenergie wird über
den Prägestempel auf
das Werkstück übertragen,
um die Stempelung zu bewirken. Da der Schlag vollständig vom
Werkstück
aufgenommen wird, erfolgt er ohne Rückwirkung auf die Bedienungsperson
bzw. deren die Prägevorrichtung
führende
Hand. Nach dem Rückzug der
Prägevorrichtung
vom Werkstück
strömt
weitere Luft durch den Arbeitsraum am Schlagbolzen vorbei in den
Expansionsraum und drückt
den Prägestempelbolzen
wieder gegen den Kopf, so dass das Entlüftungsventil geschlossen wird.
Hierdurch baut sich im Expansionsraum derselbe Druck auf wie im
Arbeitsraum, und die Rückstellfeder
stellt den Schlagbolzen wieder in seine hintere Grundstellung zurück.
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Indem
die Schlagauslösung
unmittelbar mit dem Aufsetzen des Prägestempels auf das Werkstück bewirkt
wird, kann zügig
gearbeitet werden. Jedoch besteht die Gefahr, dass eine Bedienungsperson
unbeabsichtigt gegen das Werkzeug stößt, wenn die Prägevorrichtung "scharf" ist, und einen Schlag auslöst, der
das berührende
Körperteil
empfindlich trifft.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine pneumatische Hand-Prägevorrichtung bereitzustellen,
die sowohl gut handhabbar ist als auch sicheres Arbeiten erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Prägevorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale
von Anspruch 1 gelöst.
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Die
rohrförmige
Hülse verschließt in ihrer Grundstellung
den Entlüftungskanal,
so dass in dieser Stellung kein wirksamer Schlag ausgelöst werden
kann. Erst wenn die Prägevorrichtung
an der Hülse
ergriffen und an das Werkstück
heran bewegt wird, wird die Hülse
verschoben und wird der Entlüftungskanal
freigegeben, und wenn der Prägestempel gegen
das Werkstück
gedrückt
wird, wobei keine nennenswerte weitere Bewegung der Prägevorrichtung
stattfindet, kann ein Schlag ausgelöst werden.
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Vorzugsweise
ist die Hülse
in Richtung auf den Prägestempel
entgegen der Federkraft verschiebbar. Diese Bewegungsrichtung, in
der die Hülse
zum Werkstück
hin verschoben werden muss, um die Auslösesperre bei verschlossenem
Entlüftungskanal
zu lösen,
ermöglicht
intuitives, schnelles und sicheres Arbeiten.
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Damit
die Hülse
in Richtung auf den Prägestempel
verschoben werden kann, muss das Gehäuse relativ zur Hülse zurückgehalten
werden. Dies kann auf mehrere Arten geschehen. Prinzipiell kann man
das Gehäuse
der Prägevorrichtung
mit einer Hand ergreifen und die Hülse mit der anderen Hand nach
vorne schieben, um die Auslösesperre
zu lösen. Praktischer
ist es jedoch, wenn die Federkraft, mit der die Hülse in ihre
Grundstellung vorgespannt ist, kleiner ist als die Federkraft der
Rückstellfeder
für den
Prägestempelbolzen.
In diesem Fall wird die Prägevorrichtung
nur an der Hülse
ergriffen, und der Prägestempel
wird auf die zu prägende
Stelle gehalten und die Mindeststrecke nach vorne bewegt, die es braucht,
um die Auslösesperre
zu lösen.
Der Schlag wird erst ausgelöst,
wenn auch die Federkraft der Rückstellfeder
für den
Prägestempelbolzen überwunden
wird. Dadurch kann man das Werkzeug exakt auf einem Werkstück positionieren,
ohne Gefahr zu laufen, dadurch bereits einen Schlag auszulösen.
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In
einer Anwendung, in der die Hand-Prägevorrichtung von oben in den
Arbeitsraum herabhängt, indem
ein Aufhänger
der Prägevorrichtung
z. B. an einem elastischen Ausleger über dem Arbeitsraum befestigt
ist, kann die Prägevorrichtung
bei geeigneter Wahl der Federkraft, mit der die Hülse in ihre Grundstellung
vorgespannt ist, auch einfach dadurch "scharf" gemacht werden, dass sie an der Hülse ergriffen
und zum Werkstück
herabgezogen wird.
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Die
erfindungsgemäße verschiebbare
Hülse am
Umfang des Gehäuses
der Prägevorrichtung senkt
nicht nur das Unfallrisiko, sondern ermöglicht bei kleineren Hand-Prägevorrichtungen,
beispielsweise für
Gravurstempel mit nur einem Zeichen von bis zu 6 mm Ziffernhöhe, wobei
das Gehäuse
weniger als 30 mm Durchmesser hat, auch eine ergonomischere Handhabung.
So liegt eine Hülse
mit zum Beispiel 35 mm Durchmesser wesentlich besser und angenehmer
in der Hand als ein Gehäuse
mit 30 mm Durchmesser oder weniger.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Es
folgt eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
anhand der Zeichnungen gemäß der 1a, 1b und 1c,
die drei Längsschnitte
durch ein und dieselbe Hand-Prägevorrichtung
mit Druckluftantrieb und Auslösesperre zeigen,
und zwar oben (1a) in einer Grundstellung und
in der Mitte (1b) in einer gegen ein Werkstück gehaltenen
Stellung, wobei die Auslösesperre
teilweise verschoben ist, ohne dass Druckluft an der Prägevorrichtung
anliegt. In der Darstellung der 1C, die
eine Teilweise weggeschnittene Ansicht zeigt, ist die Auslösesperre
in Richtung Prägestempel 7 vollständig verschoben,
so dass ein Auslösen
der Prägevorrichtung
ermöglicht
wird.
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Unter
Bezugnahme auf
1a,
1b und
1c wird
eine vereinfachte Version der aus der
DE 37 39 539 C2 bekannten Prägevorrichtung
gezeigt, mit einem rohrförmigen
Gehäuse
1,
einem entlang der Achse des Gehäuses
1 darin
beweglichen Schlagbolzen
2, der das Innere des Gehäuses
1 in
einen an einem Anschlussstück
3 mit
einer Druckluftquelle verbindbaren Arbeitsraum
4 und einen
Expansionsraum
5 unterteilt, und einem entlang der Achse des
Gehäuses
1 beweglichen
Prägestempelbolzen
6,
der sich von einem an einem Ende des Gehäuses
1 aufzunehmenden
Prägestempel
7 entlang
der Achse des Gehäuses
1 in
den Expansionsraum
5 hinein erstreckt, wo er dem Schlagbolzen
2 eine
Aufprallfläche
8 darbietet.
Eine Rückstellfeder
9 treibt
den Schlagbolzen
2 und den Prägestempelbolzen
6 auseinander,
und zwar treibt sie den Schlagbolzen
2 in Richtung auf
das hintere Ende der Prägevorrichtung, das
mit dem Anschlussstück
3 und
einem schwenkbaren Bügel
10 zum
Aufhängen
der Prägevorrichtung
versehen ist, und den Prägestempelbolzen
6 nach
vorne gegen eine ringförmige Schulter
11,
die in einem vorderen Abschnitt
1' des Gehäuses
1 ausgebildet
ist, durch den sich der Prägestempelbolzen
6 erstreckt.
Das Gehäuse
1 ist
aus Fertigungsgründen zweiteilig,
kann aber auch einteilig sein oder aus mehr als zwei Teilen bestehen.
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Die
Schulter 11 bildet zum einen eine Hubbegrenzung für den Schlagbolzen 2,
die die Bewegungsenergie des relativ schweren Schlagbolzens 2 abfängt, wenn
ein Schlag nicht gegen ein Werkstück, sondern ins Leere ausgeführt wird.
Lediglich die viel geringere Masse des Prägestempels 7 selbst
wird durch eine Überwurfmutter 12 ganz
vorne am Gehäuses 1 abgefangen,
die den Prägestempel 7 festhält. Eine
Schraube 13 dient als Verdrehsicherung für den Prägestempel 7.
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Die
Schulter 11 bildet zum anderen zusammen mit einem Dichtring 14 und
einer ringförmigen Dichtfläche 15 am
Prägestempelbolzen 6 ein
Entlüftungsventil, über das
der Expansionsraum 5 mit der Außenseite des Gehäuses 1 verbunden
wird, wenn der Prägestempelbolzen 6 vom
Dichtring 14 abgehoben wird, indem der Prägestempel 7 gegen
ein Werkstück
gedrückt
wird. In diesem Fall kann die im scharfen Zustand der Prägevorrichtung
unter Druck stehende Luft im Expansionsraum 5 durch eine
partielle Einschnürung 16 des
Prägestempelbolzens 6 und
einen damit in Verbindung stehenden, quer zur Achse der Prägevorrichtung
verlaufenden Entlüftungskanal 17 nach
außen
entweichen. Dem Entlüftungskanal 17 radial
entgegengesetzt ragt übrigens
eine Schraube 18 in die Einschnürung 16 hinein, um
eine Hubbegrenzung für
den Prägestempelbolzen 6 nach
innen herzustellen.
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Die
Luft kann nur dann durch den Entlüftungskanal 17 nach
außen
entweichen, wenn dieser zur Außenseite
des Gehäuses 1 hin
offen ist. In der gezeigten Grundstellung der Prägevorrichtung wird der Entlüftungskanal 17 durch
eine rohrförmige
Hülse 19 verschlossen,
die das Gehäuse 1 mit
ein wenig Spiel umgibt und so groß ist, dass eine Bedienungsperson
die Prägevorrichtung
sicher an der Hülse 19 greifen
kann. Die Hülse 19 ist
entlang der Achse des Gehäuses 1 verschiebbar
und wird mittels einer Druckfeder 20 federnd in Richtung
auf das hintere Ende der Prägevorrichtung
getrieben. In dieser Stellung wird ein ringförmiger Bereich am Außenumfang des
vorderen Abschnitts 1' des
Gehäuses 1 zwischen
zwei axial beabstandeten Dichtungsringen 21, 22,
zwischen denen der Entlüftungskanal 17 endet, durch
einen vorderen Abschnitt 19' der
rohrförmigen Hülse 19 luftdicht
verschlossen, wie in der oberen Ansicht der Zeichnung gezeigt. Somit
ist die Prägevorrichtung
gesichert.
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Wird
die Hülse 19 relativ
zum Gehäuse 1 so weit
nach vorne verschoben, dass ihr vorderer Abschnitt 19' den Entlüftungskanal 17 nicht
mehr verdeckt, wie in der unteren Ansicht der Zeichnung gezeigt,
so kann die Luft aus dem Expansionraum 5 über die
Einschnürung 16,
den Entlüftungskanal 17, den
ringförmigen
Raum, in dem die Druckfeder 20 untergebracht ist, sowie
nicht gezeigte Entlüftungsbohrungen
oder -spalte an der Hülse 19 nach
außen entweichen,
und es kann ein Schlag ausgelöst
werden, indem der Prägestempel 7 gegen
ein Werkstück gedrückt wird.
Alternativ dazu, kann die Luft aus dem Expansionraum 5 über die
Einschnürung 16,
den Entlüftungskanal 17,
sowie den Zwischenraum, der zwischen der nach vorne verschobenen
Hülse 19 und
dem Abschnitt 1' des
Gehäuses 1 entsteht,
nach außen
entweichen. Auch ist denkbar, das Entweichen der Luft nach außen durch
eine Kombination bestehend aus dem Zwischenraum und/oder den Entlüftungsbohrungen
oder -spalten zu bewerkstelligen.