DE3739539C2 - Prägevorrichtung zum Einprägen von Zeichen in eine Gegenstandsoberfläche - Google Patents
Prägevorrichtung zum Einprägen von Zeichen in eine GegenstandsoberflächeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Prägevorrichtung zum Einprägen von
Zeichen in eine Gegenstandsoberfläche, mit einem an seiner Präge
seite mit mindestens einer Prägezeichentype versehenen Prägestem
pel, der in Prägerichtung und entgegen der Prägerichtung verschieb
bar geführt ist und an seiner der Prägeseite entgegengesetzten
Rückseite eine Aufprallfläche aufweist, der die Schlagfläche eines
verschiebbar angeordneten Schlagkolbens gegenüberliegt, die in
der Ruhestellung der Vorrichtung der Aufprallfläche beabstandet
ist, wobei der Schlagkolben eine in Gegenrichtung der Schlagfläche
weisende, zum Aufschlagen des Schlagkolbens auf den Prägestempel
mit Druckluft beaufschlagbare Arbeitsfläche aufweist und einerseits
mit seiner Schlagfläche einen Expansionsraum und andererseits mit
seiner Arbeitsfläche einen mit einer Druckluftquelle verbundenen
Arbeitsraum begrenzt.
Bei einer aus der DE 31 44 397 C2 bekannten Prägevorrichtung dieser
Art ist an einer hohlzylindrischen Trommel eine Vielzahl von Präge
stempeln über den Umfang verteilt angeordnet. Die Trommel sitzt
verdrehbar an einem Grundkörper, der auf einem auf Schienen ver
schiebbar gelagerten Rahmen montiert ist. Innerhalb der Trommel
ist am Grundkörper ein einziger Schlagkolben gelagert, der mit
seiner Kolbenstange aus dem Grundkörper ragt. Jeder Prägestempel
kann durch Verdrehen der Trommel mittels eines Stellmotors in eine
mit der Kolbenstange fluchtende Prägeposition gebracht werden, in
der der vom Prägestempel getragenen Prägezeichentype ein am Grund
körper angeordneter Amboss als Gegenlager beim Prägen eines
zwischengelegten Werkstücks gegenüberliegt. Wird der vom Schlag
kolben begrenzte Arbeitsraum durch Betätigen eines externen Ventils
mit Druckluft beaufschlagt, schlägt der Schlagkolben auf den Präge
stempel und treibt diesen entgegen einer Federkraft gegen das
Werkstück.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Prägevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
einen einfachen und kompakten Aufbau aufweist und ein praktisch
rückfallfreies Prägen ermöglicht, so daß sie für den manuellen
Betrieb bestens geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vor
richtung als Handgerät ausgebildet ist und der Prägestempel und
der Schlagkolben in einem gemeinsamen, mit der Hand ergreifbaren
Gehäuse angeordnet sind, das den vom Schlagkolben bis zum Präge
stempel verlaufenden Expansionsraum enthält, der in der Ruhestel
lung der Vorrichtung mit Druckluft befüllt ist und mittels eines
im Gehäuse angeordneten, in der Ruhestellung der Vorrichtung ge
schlossenen Ventils zum Auslösen des Prägevorgangs entlüftbar ist,
indem das Ventil durch Verschieben des Gehäuses in Prägerichtung
bei auf der Gegenstandsoberfläche aufgesetzter Prägezeichentype
öffnet, wobei der Expansionsraum, der Arbeitsraum und die Druck
luftquelle kontinuierlich miteinander verbunden sind.
Somit liegt ein den Prägestempel und den Schlagkolben gemeinsam
aufnehmendes Gehäuse vor, in dessen Innerem der Expansionsraum
zwischen dem Prägestempel und dem Schlagkolben verläuft. Daher ist
in der Ruhestellung, in der der Expansionsraum mit Druckluft befüllt
ist, die Aufprallfläche des Prägestempels mit Druckluft beaufschlagt
und der Prägestempel in Prägerichtung vorgespannt. Durch das Öffnen
des Ventils wird der Expansionsraum entlüftet und der Schlagkolben
kann, da seine rückseitige Arbeitsfläche mit Druckluft beaufschlagt
ist, auf den Prägestempel aufschlagen. Die Ventilbetätigung erfolgt
einfach dadurch, daß man das mit der Hand ergriffene Gehäuse bei
gegen die Gegenstandsoberfläche angesetzter Prägezeichentype nach
vorne verschiebt, so daß kein sonstiger Handgriff od. dgl. ausge
führt werden muß.
Ferner ergibt sich eine die Hand der die Vorrichtung haltenden
Person schonende Rückpralldämpfung. Der Schlagkolben prallt nach
dem Aufschlag auf den Prägestempel von diesem ab und bewegt sich
entgegen der Prägerichtung wieder nach hinten. Die in den Arbeits
raum nachgeströmte Luft bildet dabei einen Puffer und bremst
diese Bewegung des Schlagkolbens ab, so daß er hinten nicht gegen
die den Arbeitsraum hinten begrenzende Gehäusefläche prallt. Die im
Arbeitsraum befindliche Druckluft wird dabei in den Expansionsraum
verdrängt.
Zweckmäßigerweise weist das Ventil zwei in unbetätigtem Zustand die
Ventilöffnung dichtend verschließende Dichtpartien auf, deren eine
gehäusefest angeordnet ist und deren andere am Prägestempel mit
diesem mitbewegbar angeordnet ist. Hier ist also der Prägestempel
unmittelbar Teil des Ventils, wobei er zweckmäßigerweise den die
bewegbare Dichtpartie enthaltenden Ventilstössel des Ventils
bildet. Der Ventilstössel und der Prägestempel können somit als ein
einziges Bauteil ausgebildet sein. Dies erleichtert die Herstellung
und ergibt einen kompakten Aufbau. Aufwendige Übertragungsglieder
erübrigen sich.
Eine weitere zweckmäßige Maßnahme besteht darin, daß die in Ruhe
stellung verschlossene Ventilöffnung zwischen der Prägeseite und
der Aufprallfläche angeordnet ist und im geöffneten Zustand insbe
sondere eine im wesentlichen parallel zur Prägerichtung verlaufende
Durchströmung erlaubt. Die radialen Abmessungen der Vorrichtung
können auf diese Weise sehr gering gehalten werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der
Prägestempel durch das im Expansionsraum befindliche Druckmedium
beaufschlagbar und in Prägerichtung vorgespannt ist, wobei das
Druckmedium gleichzeitig den zum Verschließen der Ventilöffnung
erforderlichen Schließdruck liefert und wobei die Aufprallfläche
des Prägestempels zumindest einen Teil der den Schließdruck über
tragenden Stempelfläche bilden kann.
Um zu verhindern, daß der Ventilsitz bzw. die Dichtpaarung des
Ventils durch einen zu starken Aufprall des Schlagkolbens beschä
digt wird, kann im Expansionsraum ein den Schlaghub des Schlag
kolbens begrenzender Anschlagkörper angeordnet sein. Auf diese
Weise werden die Schlagfläche und die Aufprallfläche voneinander
getrennt, bevor die beiden Dichtflächen beim Prägehub des Präge
stempels aneinander anliegen. Damit die Expansionsströmung der
aus dem Expansionsraum strömenden Druckluft nicht beeinträchtigt
wird, kann der Anschlagkörper als Anschlagring mit Durchström
öffnungen ausgebildet sein. Die dem Schlagkolben zugewandte An
schlagfläche des Anschlagkörpers ist in der Ruhestellung der Vor
richtung der Aufprallfläche des Prägestempels in Richtung zum
Schlagkolben hin vorgelagert oder in einer Ebene mit dieser ange
ordnet, während im geöffneten Zustand des Ventils die Aufprall
fläche der Anschlagfläche vorgelagert ist. Die Aufprallfläche kann
an der Stirnfläche eines von dem Anschlagring koaxial umgebenen
Fortsatzes des Prägestempels ausgebildet sein.
Um nach einem Prägevorgang möglichst schnell ein erneutes Befüllen
des Expansionsraums zu erreichen, kann in den Expansionsraum, ins
besondere in dem dem Prägestempel zugeordneten Bereich, mindestens
eine Ansaugöffnung zur kontinuierlichen Verbindung des Expansions
raumes mit der Druckluftquelle und dem Arbeitsraum ausmünden. Somit
kann bereits beim Rückhub des Schlagkolbens in die von ihm in der
Ruhestellung der Vorrichtung eingenommene Position ein erneutes
Befüllen des Expansionsraumes stattfinden. Hohe Prägefrequenzen,
z. B. in der Größenordnung von 1 Hz, sind auf diese Weise problem
los erreichbar. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß der
der Aufprallfläche zugewandte, die Schlagfläche tragende Bereich
des Schlagkolbens einen geringeren Querschnitt als der Expansions
raum aufweist, derart, daß die Mündungen der Ansaugöffnungen beim
Aufprall des Kolbens auf den Stempel offen bleiben. Somit wird die
sofortige Durchströmung der den Rückhub unterstützenden Druckluft
ermöglicht.
Um die Belüftung des Expansionsraums durch die Ventilöffnung nicht
zu beeinträchtigen, kann der Gesamtströmungsquerschnitt der An
saugöffnungen geringer als der Querschnitt der geöffneten Ventil
öffnung sein.
Zugunsten einer hohen Schlagkolbengeschwindigkeit beim Schlaghub
kann der durch die Arbeitsfläche des Schlagkolbens begrenzte Ar
beitsraum mit einem im Gehäuse angeordneten Speicherraum für Druck
luft in Verbindung stehen. Zweckmäßigerweise stehen auch die einer
seits in den Expansionsraum mündenden Ansaugöffnungen andererseits
mit dem Speicherraum in Verbindung.
Wird in diesem Zusammenhang im Gehäuse ein den Schlagkolben ver
schiebbar führendes Zylinderrohr angeordnet, das von einem den
Speicherraum bildenden zylindrischen Ringraum umgeben ist und
zweckmäßigerweise mit den als Durchgangsöffnungen ausgebildeten
Ansaugöffnungen versehen ist, steht ein Speicherraum mit großem
Volumen zur Verfügung, ohne daß die Baugröße der Vorrichtung merk
lich zunimmt.
Um ein verzögerungsfreies Ansprechen des Schlagkolbens beim Öffnen
des Ventils zu erhalten, kann der Schlagkolben mit seiner der Ar
beitsfläche zugeordneten Seite in der Ruhestellung der Vorrichtung
an einem axialseitigen Gehäuseanschlag anliegen, wobei zumindest
ein Abschnitt der Arbeitsfläche dem anschlag mit Abstand gegenüber
liegt. Dadurch kann die Druckluft den Kolben problemlos vom Gehäuse
anschlag entfernen.
Zur Unterstützung des Schlagkolbenrückhubes und/oder zur Stabili
sierung des Schlagkolbens in der Ruhestellung der Vorrichtung kann
eine den Schlagkolben entgegen der Prägerichtung beaufschlagende
Stabilisierungsfeder vorhanden sein, die insbesondere im Expansions
raum angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beiliegenden
Zeichnung abgebildeten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Bauform
der erfindungsgemäßen Prägevorrichtung in der Ruhe
stellung,
Fig. 2 die Prägevorrichtung aus Fig. 1, wobei der Präge
vorgang in Gang gesetzt ist und der Schlag
kolben im Begriff ist, den Schlaghub auszuführen,
und
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Prägevorrichtung
aus Fig. 1 gemäß Schnittlinie III-III.
Die erfindungsgemäße Prägevorrichtung enthält ein zylindri
sches Gehäuse 1, das mit einem nicht näher dargestellten
Handgriff versehen sein kann, um beim manuellen Betrieb der
Vorrichtung ein sicheres Erfassen zu gewährleisten. Es
ist aber durchaus auch möglich, die Vorrichtung ohne Hand
griff zu benutzen oder aber das Gehäuse an einer nicht
näher dargestellten Maschine od. dgl. zum maschinellen
Betrieb anzubringen. Dem einen axialen Gehäuse-Endbereich
ist ein im wesentlichen zylindrischer Prägestempel 2 zuge
ordnet, der koaxial zum Gehäuse ausgerichtet ist und in
Axialrichtung entlang der Gehäuse-Längsachse 3 hin und
her bewegbar gelagert (Doppelpfeil 4) ist. Die eine vom Gehäuse
1 weg gerichtete Bewegungsrichtung soll nachfolgend als
Prägerichtung 5 bezeichnet werden.
Der Prägestempel 2 ist an seiner in Prägerichtung 5 weisenden
Seite mit einer Prägezeichen-Type 6 versehen, im folgenden kurz
als Type bezeichnet, bei der es sich um eine Kennzeichnung in
Gestalt eines Buchstabens, einer Ziffer od. dgl. handeln kann.
Dieser Type 6 gegenüberliegend ist die Oberfläche eines Gegen
standes 7, z. B. eines Werkstückes, angedeutet, in die die Kenn
zeichnung eingeprägt werden soll.
An der entgegen der Prägerichtung 5 weisenden Rückseite
8 des Prägestempels 2 ist eine Aufprallfläche angeord
net, die vorzugsweise eben ist und rechtwinkelig zur Längs
achse 3 verläuft. Ihr liegt eine insbesondere parallele
Schlagfläche 10 gegenüber, die an einem Schlagkolben 14
angeordnet ist. Dieser ist in einer zylindrischen Gehäuse
öffnung 15, die koaxial zum Prägestempel 2 angeordnet
ist, in Längsrichtung (Doppelpfeil 4) hin und her verschieb
bar geführt, und er nimmt in der in Fig. 1 abgebildeten
Ruhestellung der Vorrichtung eine Position ein, in der
die Aufprallfläche 9 und die Schlagfläche 10 mit Abstand
zueinander angeordnet sind. Der Kolben 14 ist ferner an
der der Schlagfläche 11 entgegengesetzten Seite mit einer
entgegen der Prägerichtung 5 weisenden Arbeitsfläche 16
versehen, die durch ein durch eine Gehäuseöffnung 17 zu
führbares Arbeitsmedium beaufschlagbar ist.
Zwischen den Schlagkolben 14 und den Prägestempel 2 ist ferner
ein Expansionsraum 18 zwischengeschaltet, der in der abgebil
deten Ruhestellung der Vorrichtung mit Druckluft gefüllt ist.
Es ist ferner ein im Gehäuse 1 angeordnetes Ventil 19, im fol
genden auch als Öffnungsventil bezeichnet, im Bereich des
Prägestempels 2 vorgesehen, das als Öffner ausgebildet ist.
Es ist im unbetätigten Zustand in der Ruhestellung der Vor
richtung geschlossen und läßt sich durch ein Verschieben des
Prägestempels 2 entgegen der Prägerichtung 5 (Öffnungsrichtung
20) öffnen, wodurch der Expansionsraum 18 an die Umgebung
entlüftet wird.
Der Betrieb der Prägevorrichtung gestaltet sich nun
folgendermaßen:
Ausgehend von der in Fig. 1 abgebildeten Ruhestellung
wird die Vorrichtung zunächst mit der Type 6 an die zu
prägende Oberfläche des Gegenstandes 7 angelegt. Um den
Prägevorgang auszulösen, ist sodann auf das Gehäuse 1
in Prägerichtung 5 ein gewisser Druck auszuüben, um den
Prägestempel 2 in Öffnungsrichtung 20 gegenüber dem Gehäuse
1 zu verschieben, da er in die von ihm in der Ruhestellung
eingenommene Lage vorgespannt ist. Durch die Relativbe
wegung von Prägestempel 2 und Gehäuse 1 gibt das Ventil
19 die Ventilöffnung 21 frei (vgl. nunmehr auch Fig. 2),
so daß der Expansionsraum 18 mit der Umgebung in Verbindung
steht. Dies hat zur Folge, daß dem Schlagkolben 14 kein
Gegendruck mehr entgegensteht, so daß das auf die Arbeits
fläche 16 einwirkende Arbeitsmedium ein schlagartiges
Verschieben des Kolbens 14 in Prägerichtung 5 auslöst
und der Kolben 14 seinen Schlaghub ausführt. Eine Moment
aufnahme des Schlaghubes ist in Fig. 2 angedeutet. Am
Ende dieser Hubbewegung treffen die beiden Flächen 9,
10 aufeinander, und die Type 6 wird unter Vermittlung
des Prägestempels 2 mit einem hohen Impuls gegen den Gegen
stand 7 gedrückt. Infolge des Rückstoßes wird der Schlag
kolben 14 nunmehr wieder entgegen der Prägerichtung 5
zurückgeworfen, wobei das zwischenzeitlich nachgeströmte
Arbeitsmedium praktisch als Puffer wirkt, so daß das Gehäuse
selbst nicht mit einem Rückstoß beaufschlagt wird. Hier
wirkt sich auch aus, daß der Kolben 14 und der Prägestempel
2 sich momentan in entgegengesetzte Richtungen bewegen.
Der Prägevorgang gestaltet sich also erschütterungs- bzw.
rückstoßfrei, so daß ein präzises Prägebild erzielt wird
und auch die Verletzungsgefahr infolge eines evtl. rück
federnden Gehäuses nicht mehr besteht (die Stellung des
Kolbens 14 im Moment des Aufpralls ist in Fig. 2 gestrichelt
angedeutet).
Nachfolgend soll die abgebildete bevorzugte Ausführungsform
der Prägevorrichtung in ihren Einzelheiten näher erläutert
werden.
Zunächst ist bemerkenswert, daß der Prägestempel 2 selbst
ein Teil des Öffnungsventils 19 bildet. Er trägt im Bereich
der Rückseite 8 eine mitbewegbare, als Dichtring ausge
bildete Dichtpartie 22, die zum Verschließen der Ventil
öffnung 21 mit einer gehäusefesten, als Dichtkante ausge
bildeten. Dichtpartie 23 zusammenarbeitet. Die gehäuse
feste Dichtpartie 23 ist am Rand eines in Radialrichtung
vorspringenden Ringbundes 24 vorgesehen, der koaxial zur
Ventilöffnung 21 angeordnet ist und sich insbesondere
in einstückiger Ausführung an einem zylindrischen Einsatzteil
25 befindet, das in eine Gehäuseöffnung 29 in der stempel
seitigen Stirnseite des Gehäuses 1 eingesetzt ist. Der
Endbereich 8 des Prägestempels 2 bildet also praktisch
einen einstückig mit dem Prägestempel 2 ausgebildeten Ventil
stößel, und durch ein Bewegen des Prägestempels 2 gemäß Doppel
pfeil 4 läßt sich das Ventil 19 unmittelbar verzögerungsfrei
öffnen und verschließen.
Die stempelseitige Dichtpartie 22 befindet sich bereits
im Innern des sich an die Ventilöffnung 21 unmittelbar
anschließenden Expansionsraumes 18, wie auch die Aufprall
fläche 9 in Axialrichtung in den Expansionsraum 18 hinein
ragt, die an einem zylindrischen Fortsatz des Stempels
2 angeordnet ist. Der Expansionsraum 18 selbst ist vorteil
hafterweise gebildet von einem der beiden Arbeitsräume
33, 34, die von dem Kolben 14 in der Gehäuseöffnung 15
voneinander abgetrennt werden. Der Raum 18 weist also
eine zylindrische Mantelfläche auf, und die Aufprallfläche
9 bzw. die Schlagfläche 10 befinden sich an seinen beiden
axialseitigen Endbereichen. Eine kompakte Bauweise der
Vorrichtung ist damit gewährleistet, und es besteht ferner
der Vorteil, daß der Expansionsraum gleichzeitig sowohl
zur Fixierung des Schlagkolbens 14 in seiner in Fig. 1
abgebildeten Ausgangsstellung als auch zur Vorspannung
des Ventils 19 in die von ihm in der Ruhestellung einge
nommene Schließstellung dient. Die Schließkraft bezüglich
des Ventils 19 wird hierbei auf die Aufprallfläche 9 und
auf die weitere, gegenüber dem Fortsatz 32 etwas zurück
gesetzte ringförmige Stößelfläche 35 ausgeübt.
Nach dem Öffnen des Ventils wird die zwischen der Präge
seite und der Aufprallfläche 9 angeordnete Ventilöffnung
21 im wesentlichen parallel zur Prägerichtung 5 durchströmt,
wobei eine in Prägerichtung 5 gesehen auf die Dichtpartie
22 folgende ringförmige Einschnürung des Prägestempels
2 einen großen Abströmquerschnitt gewährleistet. Aus dem
selben Grunde ist das Einsatzteil 25 nach dem Ringbund
24 mit einer ringförmigen Ausnehmung 36 versehen, die
in eine oder mehrere Axialbohrungen 37 mündet, die entlang
dem Außenumfang des Stempels 2 verteilt angeordnet sind
und zur Umgebung hin ausmünden.
Um sicherzustellen, daß sich die Type 6 nicht verdreht,
ist der Prägestempel 2 gegenüber dem Gehäuse 1 und dem
Einsatzteil 25 über eine Verdrehsicherung 38 gesichert,
die jedoch eine Axialbewegung des Stempels zuläßt. Die
Type 6 selbst ist an einem Stift 39 angebracht, der in
einer stirnseitigen Ausnehmung des Prägestempels 2 gegen
ein Herausziehen gesichert einsitzt.
Die das Einsatzteil 25 aufnehmende Öffnung 29 durchzieht
das Gehäuse 1 in Längsrichtung vollständig, wobei ihr,
in Öffnungsrichtung 20 gesehen, auf den das Einsatzteil
25 aufnehmenden Abschnitt 44 folgender Abschnitt 40 er
weitert und ebenfalls zylindrisch ausgebildet ist. In
diesem befindet sich in koaxialer Anordnung ein Zylinder
rohr 45, das im ersten Abschnitt 44 zentriert ist und
dessen Inneres die den Kolben 14 enthaltende Gehäuseöffnung
15 bildet. Über die Länge des erweiterten Abschnittes
40 ist das Zylinderrohr 45 von einem hohlzylindrischen,
sich in Axialrichtung erstreckenden Ringraum 46 umgeben,
in den die Gehäuseöffnung 17 einmündet. Der Ringraum 46
bildet gleichzeitig einen hinsichtlich seiner Funktions
weise noch zu beschreibenden Speicherraum, der über minde
stens eine Ansaugöffnung 47 mit dem Expansionsraum 18
verbunden ist. Beim Ausführungsbeispiel sind vier Ansaug
öffnungen 47 vorgesehen, die in einer Radialebene über
den Zylinderrohrumfang gleichmäßig verteilt angeordnet
sind, sich im Bereich des Ventils 19 befinden und als
Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, die das Zylinderrohr
45 durchdringen. Am entgegengesetzten Endbereich ist das
Zylinderrohr 45 ebenfalls mit mehreren, über den Umfang
verteilt angeordneten Durchbrechungen 48 versehen, die
den Speicherraum 46 mit dem dem Expansionsraum 18 entgegen
gesetzten Arbeitsraum 34 verbinden.
Während des Prägebetriebes liegt nun vorzugsweise sowohl
während der Ruhestellung als auch während der einzelnen
Prägevorgänge an der Gehäuseöffnung 17 Druck an, so daß
in der Ruhestellung der Arbeitsraum 34 über die Durch
brechungen 48, der Expansionsraum 18 über die Ansaugöff
nungen 47 und der Speicherraum 46 unmittelbar mit Druck
mittel gefüllt sind. Wird nun der Prägestempel 2 zur Öff
nung des Ventils 19 entgegen der Prägerichtung 5 verschoben,
so fällt im Expansionsraum 18 der Druck ab, und der im
anderen Arbeitsraum 34 herrschende Druck hat zur Folge,
daß der Schlagkolben 14 seinen Schlaghub in Prägerichtung
5 ausführt. Es versteht sich, daß in diesem Zusammenhang
die Ansaugöffnungen 47 relativ klein ausgebildet werden,
wobei die Summe der Strömungsquerschnitte der vorgesehenen
Ansaugöffnungen 47 vorzugsweise geringer ist als der Quer
schnitt der Ventilöffnung 21, so daß die Expansion tatsäch
lich durch die Ventilöffnung 21 erfolgt. Außerdem ist
dadurch gewährleistet, daß sich der Inhalt des Speicher
raumes 46 nicht über die Ansaugöffnungen 47 entleert,
sondern vielmehr durch die größeren Durchbrechungen 48 hindurch
in den sich vergrößernden Arbeitsraum 34 einströmt, so
daß sichergestellt ist, daß dort kein Unterdruck entsteht,
falls die Menge des durch die Gehäuseöffnung 17 einströmen
den Druckmediums nicht ausreichen sollte. Andererseits
kann aber beim Rückhub des Schlagkolbens 14 das erneute
Befüllen des Expansionsraumes 18 erfolgen, wobei ein evtl.
entstehender Unterdruck das Nachströmen beschleunigt.
Auf diese Weise ist auch verhindert, daß das Ventil 19
flattert. Es kommt hinzu, daß nunmehr beim Rückhub des
Kolbens 14 das bereits in den Arbeitsraum 34 nachgeströmte
Druckmedium verdrängt werden kann, indem es über den Speicher
raum 46 und die Ansaugöffnungen 47 in den entgegengesetz
ten Arbeitsraum 33 gelangt. Damit ist gewährleistet, daß
der Schlagkolben 14 vollständig in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt, so daß für den nachfolgenden Prägevorgang
der gleiche Hub zur Verfügung steht.
Vorzugsweise sind die Schlagfläche 10 und die Arbeitsfläche
16 des Kolbens 14 gleich groß gewählt, wobei zur Stabili
sierung des Kolbens in seiner Ausgangsstellung eine ins
besondere im Expansionsraum 18 angeordnete Stabilisierungs
feder 49 vorgesehen sein kann, die sich einerseits am
Kolben 14 und andererseits gegenüber dem Gehäuse 1 ab
stützt. Beim Ausführungsbeispiel ist eine Schraubenfeder
eingesetzt, die zusätzlich auch den Rückhub des Kolbens
14 unterstützt.
Um zu gewährleisten, daß sofort nach dem Aufprall der
beiden Flächen 9, 10 durch die Ansaugöffnungen 47 Druck
medium in den Expansionsraum 18 gelangen kann, ist der
der Aufprallfläche zugewandte Bereich des Schlagkolbens
14 mit einem geringeren Querschnitt als der Expansionsraum
18 versehen, so daß er von einem ringförmigen Raumabschnitt
50 umgeben ist. Durch entsprechende Abstimmung der Axial
lage der Ansaugöffnungen 47 ist gewährleistet, daß diese
beim Auftreffen der Flächen 9, 10 diesem Raumabschnitt
50 zugeordnet sind, so daß sie nicht abgedeckt sind und
eine ungehinderte Zuströmung erfolgen kann.
Das in der Ruhestellung durch den Druck des Expansions
raumes 18 in der Schließstellung gehaltene Ventil 19 wird
durch den Aufprall des Schlagkolbens 14 auf den Präge
stempel 2 im Anschluß an den Schlaghub automatisch wieder
geschlossen, so daß sich erneut ein Druck im Expansions
raum 18 ausbilden kann.
Um zu verhindern, daß die beiden Dichtpartien 22, 23 gegenein
ander gequetscht werden, ist im Expansionsraum 18 vorzugs
weise ein den Schlaghub des Schlagkolbens 14 begrenzender
Anschlagkörper 51 vorgesehen, der beim Ausführungsbeispiel
als Anschlagring ausgebildet ist. Er ist zwischen dem Zylinder
rohr 45 und dem Einsatzteil 25 koaxial festgestellt und
weist eine zentrale Durchgangsöffnung auf, in die der
die Aufprallfläche 9 aufweisende zylindrische Fortsatz
32 des Stempels 2 hineinragt. Im geöffneten Zustand des
Ventils 19 ist die Aufprallfläche 9 entgegen der Präge
richtung 5 der in Richtung zum Kolben 14 weisenden Anschlag
fläche 52 des Anschlagkörpers 51 vorgelagert, so daß auf
jeden Fall ein Zusammenprall der beiden Flächen 9, 10
stattfinden kann. Allerdings ist die Anschlagfläche 52
so angeordnet, daß in der Ruhestellung der Vorrichtung
sie in die genannte Richtung gegenüber der Aufprallfläche
9 vorgelagert ist, und auf diese Weise endet der Schlaghub
des Kolbens 14, bevor die beiden Dichtpartien 22, 23 erneut
in Kontakt geraten, so daß das Schließen des Ventils 19 allein
auf Grund der verbleibenden Bewegungsenergie des Prägestempels 2
erfolgt.
Zugunsten einer ungestörten Durchströmung ist der Anschlag
körper 51 mit mehreren axialen Durchströmöffnungen 53
versehen.
In der Ausgangsstellung des Kolbens 14, die dieser in
der Ruhestellung der Vorrichtung einnimmt, liegt er an
einem den Rückhub begrenzenden Gehäuseanschlag 54 an,
der beim Ausführungsbeispiel von einem Verschlußdeckel
55 gebildet ist, der den Öffnungsabschnitt 40 an der dem
Ventil 19 entgegengesetzten Seite lösbar verschließt.
Bezugnehmend auch auf Fig. 3 liegt der Kolben 14 mit einem
oder mehreren Abschnitten 56 seiner Arbeitsfläche 16 an
der ebenen Anschlagfläche an. Um ein gutes Ansprechverhalten
der Vorrichtung zu erzielen, ist ferner zumindest ein
Abschnitt 57 dem Anschlag 54 mit Abstand gegenüberliegend
angeordnet, welcher Abschnitt 57 auch mit den Durchbrechun
gen 48 in Verbindung steht. Auf diese Weise steht bereits
in der in Fig. 1 abgebildeten Ausgangsstellung ein flächen
mäßig großer Abschnitt der Arbeitsfläche 16 zur Verfügung,
der unmittelbar beaufschlagt werden kann, so daß große
Beschleunigungswerte erreichbar sind. Nach dem Entfernen
vom Anschlag werden auch die anderen Abschnitte 56 zusätzlich
beaufschlagt. Somit läßt sich bei großem Schlaghub und
gutem Ansprechverhalten eine kompakte Baulänge realisieren.
Der Flächenabschnitt 57 ist beim Ausführungsbeispiel als
kreuzförmige Vertiefung ausgebildet, wobei die vier Kreuz
enden jeweils einer der Durchbrechungen 48 zugeordnet
sind. Es versteht sich, daß zur Realisierung des Abstandes
zwischen Anschlag und Arbeitsfläche die entsprechende
Vertiefung auch im Anschlag vorgesehen sein kann.
Claims (16)
1. Prägevorrichtung zum Einprägen von Zeichen in eine Gegenstands
oberfläche, mit einem an seiner Prägeseite mit mindestens einer
Prägezeichentype (6) versehenen Prägestempel (2), der in Präge
richtung (4, 5) und entgegen der Prägerichtung (4, 20) verschiebbar
geführt ist und an seiner der Prägeseite entgegengesetzten Rückseite
(8) eine Aufprallfläche (9) aufweist, der die Schlagfläche (10)
eines verschiebbar angeordneten Schlagkolbens (14) gegenüberliegt,
die in der Ruhestellung der Vorrichtung der Aufprallfläche (9)
beabstandet ist, wobei der Schlagkolben (14) eine in Gegenrichtung
der Schlagfläche (10) weisende, zum Aufschlagen des Schlagkolbens
(14) auf den Prägestempel (2) mit Druckluft beaufschlagbare Ar
beitsfläche (16) aufweist und einerseits mit seiner Schlagfläche
(10) einen Expansionsraum (18) und andererseits mit seiner Ar
beitsfläche (16) einen mit einer Druckluftquelle verbundenen Ar
beitsraum (34) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich
tung als Handgerät ausgebildet ist und der Prägestempel (2) und
der Schlagkolben (14) in einem gemeinsamen, mit der Hand ergreif
baren Gehäuse (1) angeordnet sind, das den vom Schlagkolben (14)
bis zum Prägestempel (2) verlaufenden Expansionsraum (18) ent
hält, der in der Ruhestellung der Vorrichtung mit Druckluft befüllt
ist und mittels eines im Gehäuse (1) angeordneten, in der Ruhe
stellung der Vorrichtung geschlossenen Ventils (19) zum Auslösen
des Prägevorgangs entlüftbar ist, indem das Ventil (19) durch
Verschieben des Gehäuses (1) in Prägerichtung (5) bei auf der
Gegenstandsoberfläche aufgesetzter Prägezeichentype (6) öffnet,
wobei der Expansionsraum (18), der Arbeitsraum (34) und die Druck
luftquelle kontinuierlich miteinander verbunden sind.
2. Prägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (19) zwei in unbetätigtem Zustand eine Ventil
öffnung (21) dichtend verschließende Dichtpartien (22, 23) auf
weist, deren eine (23) gehäusefest angeordnet ist und deren
andere (22) am Prägestempel (2) mit diesem mitbewegbar ange
ordnet ist.
3. Prägevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Prägestempel (2) gleichzeitig den die bewegbare Dicht
partie (22) enthaltenden Ventilstößel des Ventils (19) bildet.
4. Prägevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die in Ruhestellung verschlossene Ventil
öffnung (21) zwischen der Prägeseite und der Aufprallfläche
(9) angeordnet ist und im geöffneten Zustand insbesondere eine
im wesentlichen parallel zur Prägerichtung (5) verlaufende
Durchströmung erlaubt.
5. Prägevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Prägestempel (2) durch das im Expansions
raum (18) befindliche Druckmedium beaufschlagbar und in Präge
richtung vorgespannt ist, wobei das Druckmedium gleichzeitig
den zum Verschließen der Ventilöffnung (21) erforderlichen
Schließdruck liefert und wobei die Aufprallfläche (9) des Prä
gestempels (2) zumindest einen Teil der den Schließdruck über
tragenden Stempelfläche bilden kann.
6. Prägevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß im Expansionsraum (18) ein den Schlaghub
des Schlagkolbens (14) begrenzender, insbesondere als Anschlag
ring mit Durchströmöffnungen (53) ausgebildeter Anschlagkör
per (51) angeordnet ist.
7. Prägevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Schlagkolben (14) zugewandte Anschlagfläche (52)
des Anschlagkörpers (51) in der Ruhestellung der Vorrichtung
der Aufprallfläche (9) des Prägestempels (2) in Richtung zum
Schlagkolben (14) vorgelagert oder in einer Ebene mit dieser an
geordnet ist, während im geöffneten Zustand des Ventils (19)
die Aufprallfläche (9) der Anschlagfläche (52) vorgelagert ist.
8. Prägevorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Aufprallfläche (9) an der Stirnfläche eines
von dem Anschlagring (51) koaxial umgebenen Fortsatzes (32) des
Prägestempels (2) ausgebildet ist.
9. Prägevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Expansionsraum (18), insbesondere in
dem dem Prägestempel (2) zugeordneten Bereich, mindestens eine
Ansaugöffnung (47) zur kontinuierlichen Verbindung des Expan
sionsraumes (18) mit der Druckluftquelle und dem Arbeitsraum
(34) ausmündet.
10. Prägevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der der Aufprallfache (9) zugewandte, die Schlagfläche (10)
tragende Bereich des Schlagkolbens (14) einen geringeren Quer
schnitt als der Expansionsraum (18) aufweist, derart, daß die
Mündungen der Ansaugöffnungen (47) beim Aufprall des Kolbens
auf den Stempel (2) offen bleiben.
11. Prägevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Gesamtströmungsquerschnitt der Ansaugöffnungen
(47) geringer ist als der Querschnitt der geöffneten Ventil
öffnung (21).
12. Prägevorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der durch die Arbeitsfläche (16) des Schlagkolbens
(14) begrenzte Arbeitsraum (34) mit einem im Gehäuse (1) an
geordneten Speicherraum (46) für Druckluft in Verbindung steht.
13. Prägevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die einerseits in den Expansionsraum (18) mündenden Ansaug
öffnungen (47) andererseits mit dem Speicherraum (46) in Ver
bindung stehen.
14. Prägevorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Gehäuse (1) ein den Schlagkolben (14) ver
schiebbar führendes Zylinderrohr (45) angeordnet ist, das von
einem den Speicherraum (46) bildenden zylindrischen Ringraum
umgeben ist und zweckmäßigerweise mit den als Durchgangsöffnun
gen ausgebildeten Ansaugöffnungen (47) versehen ist.
15. Prägevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schlagkolben (14) mit seiner der Arbeits
fläche (16) zugeordneten Seite in der Ruhestellung der Vorrich
tung an einem axialseitigen Gehäuseanschlag (54) anliegt, wobei
zumindest ein Abschnitt (57) der Arbeitsfläche (16) dem Anschlag
(54) mit Abstand gegenüberliegt.
16. Prägevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß eine insbesondere im Expansionsraum (18)
angeordnete, den Schlagkolben (14) entgegen der Prägerichtung
(5) beaufschlagende Stabilisierungsfeder (49) vorhanden ist.
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DE19873739539 DE3739539C2 (de) | 1987-11-21 | 1987-11-21 | Prägevorrichtung zum Einprägen von Zeichen in eine Gegenstandsoberfläche |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: OTTO BORRIES KG, 7401 PLIEZHAUSEN, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BORRIES MARKIER-SYSTEME GMBH, 72124 PLIEZHAUSEN, D |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |