Einheit zur Zuschaltung von Druckluft für eine Prägevorrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Einheit (20) zur Zuschaltung von Druckluft als Bauteil einer Prägevorrichtung mit Druckluftzufuhr, die ein von Hand ergreifbares rohrförmiges Gehäuse (8) aufweist, in dem ein mit der Druckluft beaufschlagbarer Schlagbolzen (4) in Längsrichtung des Gehäuses verschiebbar angeordnet ist. Die Sicherheit der Prägevorrichtung wird verbessert, indem die Einheit ein Ventil (24,25) zum wechselweisen Sperren und Freigeben der Druckluftzufuhr an die Prägevorrichtung und ein mit dem Ventil zusammenwirkendes Ventilbetätigungsglied (23) aufweist, das ein außen am Gehäuse (8) angeordnetes Handkontaktteil (23') umfasst, das federnd in eine Ruhestellung vorgespannt ist, in der das Ventil geschlossen ist, und das dafür eingerichtet ist, beim Ergreifen der Prägevorrichtung mit der Hand in eine Öffnungsstellung zu gelangen, in der das Ventil geöffnet ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einheit zur Zuschaltung von Druckluft für eine Prägevorrichtung mit Druckluftzufuhr, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, und eine Prägevorrichtung mit so einer Einheit.

Stand der Technik

[0002] Aus der DE 37 39 539 C2, deren Inhalt durch die Bezugnahme hierin eingeschlossen wird, ist eine Druckluft-beaufschlagte Prägevorrichtung zum Einprägen von Zeichen in eine Gegenstandsoberfläche oder ein Werkstück bekannt. Eine schematische Darstellung der bekannten Prägevorrichtung gemäß der DE 37 39 593 C2 ist in der Fig. 1 gezeigt und umfasst an ihrer Prägeseite einen mit einer Prägezeichentype versehenen Prägestempel 1, der mittels einer Feststellmutter 14 auswechselbar in einem Prägestempelbolzen 3 festgeschraubt ist, der in Prägerichtung und entgegen der Prägerichtung verschiebbar geführt ist und der an seiner der Prägeseite entgegengesetzten Rückseite eine Aufprallfläche 3' aufweist. Darüber hinaus weist die bekannte Prägevorrichtung einen gegenüber dem Prägestempelbolzen 3 angeordneten verschiebbaren Schlagbolzen 4 auf, der im "scharfen" Zustand der Prägevorrichtung mit seiner Schlagfläche 4' von der Aufprallfläche 3' des Prägestempelbolzens 3 beabstandet ist, wobei der Schlagbolzen 4 eine in Gegenrichtung der Schlagfläche 4' weisende, zum Aufschlagen des Schlagbolzens 4 auf die Aufprallfläche 3' des Prägestempelbolzens 3 mit Druckluft beaufschlagbare Arbeitsfläche 4" aufweist. Der Schlagbolzen 4 begrenzt einerseits mit seiner Schlagfläche 4' einen Expansionsraum 6 und andererseits mit seiner Arbeitsfläche 4" einen mit einer Druckluftquelle verbundenen Arbeitsraum 7. Der Prägestempel 1 und der Schlagbolzen 4 sind in einem gemeinsamen, mit der Hand ergreifbaren rohrförmigen Gehäuse 8 angeordnet, das den vom Schlagbolzen 4 bis zum Prägestempel 1 verlaufenden Expansionsraum 6 enthält, der im "scharfen" Zustand der Vorrichtung mit Druckluft befüllt ist und mittels eines im Gehäuse 8 angeordneten, in der Ruhestellung der Prägevorrichtung geschlossenen Dichtungsventils 5 zum Auslösen des Prägevorgangs entlüftbar ist, indem das Dichtungsventil 5 durch Verschieben des Gehäuses 8 in Prägerichtung bei auf der Gegenstandsoberfläche aufgesetzter Prägezeichentype geöffnet wird, wobei der Expansionsraum 6, der Arbeitsraum 7 und die Druckluftquelle kontinuierlich miteinander verbunden sind. Eine Rückstellfeder 11 wird zwischen dem Schlagbolzen 4 und dem Prägestempelbolzen 3 angeordnet, die derart ausgebildet ist, dass der Schlagbolzen 4 bei gleichem Druck im Expansionsraum 6 und Arbeitsraum 7 in die hintere, in der Fig. 1 dargestellten Grundstellung gedrückt wird.

[0003] Die Wirkungsweise der bekannten Prägevorrichtung ist wie folgt. Nach (einmaligem) Anschließen der Druckluft gelangt Luft über den Spalt 2 zwischen dem Schlagbolzen 4 und dem rohrförmigen Gehäuse 8 aus dem Arbeitsraum 7 in den Expansionsraum 6 und drückt den Prägestempelbolzen 3 mit der Dichtung des Dichtungsventils 5 gegen das Gehäuse 8. Da gleicher Druck im Expansionsraum 6 und im Arbeitsraum 7 vorhanden ist, zwingt die Rückstellfeder 11 den Schlagbolzen 4 in die hintere, in der Fig. 1 dargestellten Grundstellung. Die Prägevorrichtung ist somit "scharf". Wenn die gesamte Prägevorrichtung zügig mit dem Prägestempel 1 gegen ein Werkstück gedrückt wird, wird der Prägestempelbolzen 3 zurückgeschoben und der Druck im Expansionsraum 6 kann sehr schnell durch das nunmehr geöffnete Dichtungsventil 5 und durch nicht gezeigte seitliche Bohrungen im vorderen Kopf 9 der Prägevorrichtung entweichen. Der Spalt 2 zwischen Schlagbolzen 4 und Gehäuse 8 ist nur sehr klein, und daher kann die Druckluft nicht schnell genug am Schlagbolzen 4 vorbei in den Expansionsraum 6 des Gehäuses 8 gelangen. Folglich wird der Schlagbolzen 4 gegen die schwache Rückstellfeder 11 nach vorne gegen den Prägestempelbolzen 3 geschleudert, wo er wie ein Hammer auf den Prägestempelbolzen 3 trifft, und die gesamte Schlagenergie wird über den Prägestempel 1 auf das Werkstück übertragen, um die Stempelung zu bewirken. Nach dem Rückzug der Prägevorrichtung vom Werkstück strömt weitere Luft durch den Arbeitsraum 7, am Schlagbolzen 4 vorbei, in den Expansionsraum 6 und drückt den Prägestempelbolzen 3 wieder gegen den Kopf 9, so dass das Dichtungsventil 5 geschlossen wird. Hierdurch baut sich im Expansionsraum 6 der selbe Druck auf wie in dem Arbeitsraum 7, und die Rückstellfeder 11 stellt den Schlagbolzen 4 wieder in die Ausgangslage der Fig. 1 zurück.

[0004] Der Umstand, dass die Stempelung genau dann erfolgt, wenn die Prägevorrichtung gegen ein Werkstück gedrückt wird, verleiht der Prägevorrichtung theoretisch eine inhärente Sicherheit gegen Fehlauslösungen, die bislang für ausreichend erachtet wurde.

[0005] Mit der Zeit hat sich jedoch herausgestellt, dass in der Praxis gefährliche Situationen auftreten oder sogar Unfälle geschehen können, insbesondere bei nachlässigem Umgang mit dem Gerät, bei unbeabsichtigter, fahrlässiger oder gar bewusster Missachtung der Betriebanleitung und ihren Sicherheitsanweisungen, in ungewöhnlichen Arbeitssituationen, in Schrecksituationen, bei äußeren Ablenkungen und bei Einstellarbeiten, für die das Gerät nicht vollständig von der Druckluftzufuhr getrennt werden kann.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, Fehlauslösungen einer pneumatischen Prägevorrichtung zuverlässig zu verhindern.

Zusammenfassung der Erfindung

[0007] Die obige Aufgabe wird durch eine Einheit zur Zuschaltung von Druckluft gemäß Anspruch 1 und eine Prägevorrichtung gemäß Anspruch 14 gelöst.

[0008] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die oben beschriebenen Sicherheitsprobleme im Zusammenhang mit dem Umstand stehen, dass bei der bekannten Prägevorrichtung der "scharfe" druckbeaufschlagte Zustand bestehen kann, ohne dass die Vorrichtung in die Hand genommen wird.

[0009] Eine erfindungsgemäß ausgerüstete Prägevorrichtung verfügt über verbesserte Betriebssicherheit, da sie nur bewusst und bei sachgemäßer Handhabung in einen "scharfen" druckbeaufschlagten Zustand versetzt werden kann.

[0010] Die Erfindung vermindert nicht nur Risiken, die bei unbewusst falschem Umgang mit dem Gerät entstehen, sondern auch Risiken aufgrund von bewusster Missachtung der Betriebsanleitung, da es weniger Möglichkeiten gibt, mit dem Gerät "herumzuspielen". Auch bei Einstellarbeiten (z. B. Wechsel des Prägestempels), wenn das Gerät auf andere Weise festgehalten wird als bei Prägearbeiten und hierbei unter Umständen nicht von der Druckluftquelle getrennt wird, wodurch bei der herkömmlichen Bauweise eine Gefahrensituation entsteht, wird diese Gefahrensituation durch die Erfindung wesentlich reduziert.

[0011] Sicherheitstechnisch und ergonomisch günstig ist es, wenn die Ruhestellung (der "unscharfe" Zustand) durch eine vom Gehäuse weg gerichtete Lage des Handkontaktteils gegeben ist und die Öffnungsstellung (der "scharfe" Zustand) durch eine zum Gehäuse hin gerichtete Lage des Handkontaktteils gegeben ist, und insbesondere wenn das Ventilbetätigungsglied ein Hebel ist, der einen vorzugsweise in Längsrichtung am Gehäuse verlaufenden länglichen Arm aufweist, der den Handkontaktteil bildet und vorzugsweise quer zum Gehäuse beweglich ist.

[0012] Das Ventilbetätigungsglied muss aber kein Hebel sein, sondern kann zum Beispiel einen flachen pilzförmigen Kopf als Handkontaktteil haben, der an einer Stelle, an der die Prägevorrichtung bei korrekter Handhabung zu ergreifen ist, etwas von dem Gehäuse vorsteht und beim Hineindrücken das Ventil betätigt.

[0013] Ein weiteres Problem bei bekannten Prägevorrichtungen besteht darin, dass nach Auslösung eines regulären Schlages der Schlagbolzen 4 vorne ist und im Arbeitsraum 7 und Expansionsraum 6 voller Systemdruck herrscht. Dieser Systemdruck muss nach Abtrennen der Druckluftquelle von der Prägevorrichtung wieder vollständig abgebaut sein und der Schlagbolzen 4 wieder in der hinteren Grundstellung der Fig. 1 stehen, ehe der sichere Zustand wiederhergestellt ist. Da aus dem Arbeitsraum 7 nachströmende Druckluft den Prägestempelbolzen 3 sofort nach dem Abheben des Prägestempels 1 vom Werkstück wieder nach vorne drückt und den Expansionsraum 6 verschließt, baut sich im Arbeitsraum 7 und im Expansionsraum 6 wieder der Systemdruck auf, noch ehe die Druckluftquelle abgetrennt wird. Somit ist die Prägevorrichtung trotz abgetrennter Druckluftquelle wieder scharf und es müssen Vorkehrungen getroffen werden, um diesen Druck wieder abzubauen.

[0014] Dieses Problem wird durch die in den Ansprüchen 7 bis 11 angegebenen Weiterbildungen der Erfindung gelöst, die einen schnellen Druckabbau im vorstehend geschilderten Zustand ermöglichen.

[0015] Wenn man die Einheit zur Zuschaltung von Druckluft als separates Bauteil ausbildet, welches an Stelle des bisherigen Luftzufuhrteils mit einer vorhandenen bekannten Prägevorrichtung verbunden werden kann, werden bestehende Prägevorrichtungen aus dem Stand der Technik mit der Erfindung nachrüstbar. Das heißt, man erhält die oben geschilderten Sicherheitsmerkmale zur bewussten Druckbeaufschlagung und zum schnellen Druckabbau in Alleinstellung oder in Kombination, ohne dass man ein neues Gerät anschaffen muss.

[0016] Die oben geschilderten Sicherheitsmerkmale sind besonders relevant bei Hand-Prägevorrichtungen, sie können aber auch bei stationär eingebauten Prägevorrichtungen zweckmäßig sein.

[0017] Bei der Erfindung besteht allerdings folgendes Problem. Der gesamte Arbeitsraum 7 innerhalb des Gehäuses 8 ist im normalen Bereitschaftszustand drucklos. Hierdurch ist die Lage des beweglichen Prägestempelbolzens 3 nicht eindeutig, sondern hängt von der Lage der Prägevorrichtung und den damit gemachten (dynamischen) Bewegungen ab. Die Öffnungsgeschwindigkeit eines handbetätigten Ventils ist nicht definiert. Wenn aber die Öffnungsbewegung relativ zügig erfolgt, tritt derselbe Effekt ein, wie er bei Prägevorrichtungen nach dem Stand der Technik beim erstmaligen Anschließen der Druckluftzufuhr auftritt und für sichere Handhabung zu berücksichtigen ist: Da vorne im Gehäuse 8 kein Druck herrscht, hinten aber sehr schnell Druck aufgebaut wird, wird ein regulärer Schlag ausgelöst, unabhängig davon, ob die Prägevorrichtung auf ein Werkstück aufgesetzt ist oder nicht. Da die Lage des Prägestempelbolzens 3 undefiniert ist, besteht sogar die Möglichkeit, dass aus dem vorderen Arbeitsraum Luft entweichen kann; hierdurch wird der Schlag besonders stark.

[0018] Dieses Problem wird bei einer erfindungsgemäßen Prägevorrichtung mit Druckluftantrieb dadurch gelöst, dass man eine Feder vorsieht, die den Prägestempelbolzen dauernd nach vorne drückt.

[0019] Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie die Wirkungsweise verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die begleitenden Zeichnungen veranschaulichen die vorliegende Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung weiterhin dazu, die Grundsätze der Erfindung zu erklären und es einem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bekannten Prägevorrichtung gemäß der DE 37 39 539 C2;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2A eine Schnittansicht entlang der Ebene A-A der Fig. 2;

Fig. 2B eine Schnittansicht entlang der Ebene B-B der Fig. 2;

Fig. 2C eine schematische Ansicht einer Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit in Übereinstimmung mit einer Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit in Übereinstimmung mit einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit in Übereinstimmung mit einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Figuren 8 und 9 schematische Teilansichten von Prägevorrichtungen in Übereinstimmung mit einer der Ausführungsformen eins bis sechs, die jeweils einen federnd vorgespannten Prägestempelbolzen aufweisen;

Fig. 10 eine schematische Teilansicht einer Prägevorrichtung, die ein Luftzufuhrventil mit definiert verzögerter Öffnungsgeschwindigkeit aufweist; und

Fig. 11 eine schematische Teilansicht einer Prägevorrichtung in Übereinstimmung mit einer der Ausführungsformen eins bis sechs, die Rückschlagventile im Kopfbereich des Gehäuses aufweist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung

[0020] Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 2B wird eine erste Ausführungsform einer Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei der vordere Abschnitt umfassend den Prägestempelbolzen, Prägestempel und Kopf zur Vereinfachung weggelassen wurde. Der hintere Abschnitt 22 der Prägevorrichtung umfassend das rohrförmige Gehäuse 8, den Arbeitsraum 7, den Schlagbolzen 4 mit seiner Schlagfläche 4' und seiner Druckluft-beaufschlagbaren Arbeitsfläche 4", den Spalt 2, die Rückstellfeder 11 und den Expansionsraum 6 (der nur teilweise dargestellt ist) entspricht dem hinteren Abschnitt der aus der DE 37 39 539 C2 bekannten Vorrichtung und wird hier auch nicht weiter erläutert. Auch die Wirkungsweise der Abschnitte ist ähnlich der DE 37 39 539 C2 und wird daher zur Vermeidung von Wiederholungen weggelassen.

[0021] Erfindungsgemäß wird eine allgemein mit Bezugszeichen 20 bezeichnete Einheit bereitgestellt, die zwischen einem Stutzen 21 für die Druckluftzufuhr und dem hinteren Abschnitt 22 der Prägevorrichtung zwischengeschaltet ist. Die Einheit 20, die getrennt vom hinteren Abschnitt 22 ausgebildet werden kann, ist an der Stelle 46 mit diesem abdichtend verbunden. Die Einheit 20 umfasst ein Hand-betätigtes Ventil, das aus einem Stößel 24 und einer Dichtung 25 gebildet ist und durch einen Hebel 23 betätigt wird. Der Hebel 23 hat einen ergonomisch geformten Arm 23', der einen Handkontaktteil darstellt, und ist schwenkbar an einer Achse 26 in der Einheit 20 gelagert und kann durch einen Hebelschlitz 27 in der Einheit 20 entlang der Richtung der Gehäuseachse bewegt werden, um den Stößel 24 mit einer linearen Bewegung entlang der Gehäuseachse zu beaufschlagen. Der Stößel 24 wird von einer ersten Druckfeder 28 gedrückt, so dass in der Ruhestellung die Dichtung 25 den Ventilsitz 29 abdichtet. Der Ventilsitz 29 umgibt, wie in der Fig. 2A und 2B ersichtlich, mindestens eine Druckluft-Bohrung 30 und eine Stößel-Bohrung 31, die in der Einheit 20 gebildet sind. In den Figuren 2A und 2B wird eine weitere Druckluft-Bohrung 30' gezeigt, wobei die Druckluft-Bohrungen 30 und 30' symmetrisch zum Hebelschlitz 27 angeordnet sind. Für den Fachmann wird jedoch ohne weiteres verständlich, dass die Anzahl und die Stellung der Druckluft-Bohrungen in Bezug auf den Hebelschlitz 27 variieren kann. Die Druckluft-Bohrungen 30 und 30' stellen im geöffneten Zustand des Hand-betätigten Ventils einen Durchgang zur Verfügung, durch den die Druckluft von der Druckluftquelle (nicht dargestellt) in den Arbeitsraum 7 bzw. den Expansionsraum 6 der Prägevorrichtung dringen kann.

[0022] Nach einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird noch ein Entlüftungsventil bereitgestellt, umfassend eine Entlüftungsdichtung 32 und eine zweite Druckfeder 33, die zwischen der Entlüftungsdichtung 32 und einem Vorsprung 34 des Hebels 23 angeordnet ist, wobei die Entlüftungsdichtung 32 ausgebildet ist, eine Entlüftungsöffnung 35 im hinteren Abschnitt 22 der Prägevorrichtung abzuschließen. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Entlüftungsöffnung 35 auch in der Einheit 20 bereitgestellt werden, wobei dann die Hebelanordnung dementsprechend kinematisch anzupassen ist. Bei letzterer Variante wird vermieden, dass das Gehäuse 8 der Prägevorrichtung im Falle einer Nachrüstung einer herkömmlichen Prägevorrichtung nachträglich aufgebohrt wird.

[0023] Die Wirkungsweise der Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist wie folgt. Im Ruhezustand ist das Hand-betätigte Ventil geschlossen, so dass die Druckluft nicht in den Arbeitsraum 7 der Vorrichtung dringen kann. Wenn die Prägevorrichtung durch einen Benutzer in die Hand genommen wird, muss dieser, um die Druckluftzufuhr zuzuschalten, den Hebel 23 manuell in Richtung des Gehäuses 8 drücken, um den Stößel 24 gegen den Druck der ersten Druckfeder 28 in Richtung des Stutzens 21 zu bewegen und um die mit dem Stößel 24 verbundene Dichtung 25 vom Ventilsitz 29 zu trennen. Somit wird der Weg für die Druckluft durch die Druckluft-Bohrungen 30 und 30' in den Arbeitsraum 7 der Prägevorrichtung freigegeben und diese wird, wie in Verbindung mit dem Stand der Technik beschrieben, "scharf" gemacht. Somit kann der "scharfe" druckbeaufschlagte Zustand vermieden werden, wenn die Vorrichtung in die Hand genommen wird, ohne bewusst in einen "scharfen" druckbeaufschlagten Zustand versetzt zu werden. Nach Wegnahme des manuellen Drucks vom Hebel 23 kehrt dieser unter Einwirkung der ersten Druckfeder 28 in seine in der Fig. 2 dargestellten Ruhestellung, weg vom Gehäuse 8, zurück.

[0024] Für den Fall, dass das Entlüftungsventil vorhanden ist, arbeitet dieses antizyklisch zum Hand-betätigten Ventil, sodass das Entlüftungsventil geschlossen wird, wenn der Hebel 23 in Richtung des Gehäuses 8 gedrückt wird, um das Hand-betätigte Ventil zu öffnen, und geöffnet wird, um einen schnellen Druckabbau im Arbeitsraum 7 bzw. in der Einheit 20 (falls die Entlüftungsöffnung in dieser vorhanden ist) sicherzustellen, wenn der Hebel 23 in seine Ruhestellung der Fig. 2, weg vom Gehäuse 8, zurückkehrt. Somit kann erfindungsgemäß die Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit wieder vollständig rasch "unscharf" gemacht werden, wenn die Druckluftzufuhr durch den Benutzer bewusst abgeschaltet wird.

[0025] Eine Abwandlung der ersten Ausführungsform der Fig. 2 wird in Fig. 2C dargestellt, wobei als einziger Unterschied zu dieser Ausführungsform die Entlüftungsdichtung 32 und die zweite Druckfeder 33 zu einem Teil zusammengefasst werden, dessen Elastizität als "Federweg" ausreicht. Auch in dieser Abwandlung kann vorteilhaft für den Fall der Nachrüstung von herkömmlichen Prägevorrichtungen die Entlüftungsöffnung 35 in der Einheit 20 bereitgestellt werden, wobei dann die Hebelanordnung dementsprechend kinematisch anzupassen ist.

[0026] Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 wird eine zweite Ausführungsform der Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit erläutert. Grundsätzlich ähnelt die zweite Ausführungsform der ersten Ausführungsform. Daher werden nur die von der ersten Ausführungsform abweichenden Merkmale beschrieben und mit unterschiedlichen Bezugszeichen bezeichnet.

[0027] In der zweiten Ausführungsform wird ein Schieberventil 40 eingesetzt, das in der Einheit 20 in einer entsprechenden Bohrung 43 senkrecht zur Gehäuseachse beweglich ist. Das Schieberventil 40 wird analog zum Ventil der ersten Ausführungsform durch die dritte Druckfeder 44 in seine Ruhestellung, wie in der Fig. 3 gezeigt, gedrückt, so dass die Druckluftzufuhr vom Stutzen 21 zum Arbeitsraum 7 unterbrochen wird. Wenn durch manuellen Druck auf den Arm 23' der Hebel 23 in Richtung des Gehäuses 8 um die Achse 41 geschwenkt wird und das Schieberventil 40 eine untere Stellung in der Bohrung 43 einnimmt, kann Druckluft an der Auskehlung 42 vorbei in den Arbeitsraum 7 hinein strömen. Der Hebel 23 kehrt durch die Einwirkung der dritten Druckfeder 44 in seine Ruhestellung zurück, wenn der manuelle Druck weggenommen wird. Das Entlüftungsventil arbeitet antizyklisch analog zum Entlüftungsventil zur ersten Ausführungsform.

[0028] Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 wird eine dritte Ausführungsform der Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit der Erfindung erläutert. Grundsätzlich ähnelt die dritte Ausführungsform der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform, abgesehen davon, dass das Entlüftungsventil weggelassen wurde.

[0029] Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 wird eine vierte Ausführungsform der Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit erläutert. Grundsätzlich ähnelt die vierte Ausführungsform der zweiten Ausführungsform, abgesehen davon, dass das Entlüftungsventil im Schieberventil 40 implementiert wird. Insbesondere bilden die Durchgänge 47 und 48 in Verbindung mit dem unteren Teil 49 des Schieberventils 40 ein Entlüftungsventil, das antizyklisch zum Schieberventil arbeitet, wobei der Pfad vom Arbeitsraum 7 nach außen über die Durchgänge 47 und 48 durch den unteren Teil des Schieberventils 40 versperrt wird, wenn sich das Schieberventil 40 durch Drücken des Hebels 23 nach unten in Richtung des Gehäuses 8 öffnet. Hingegen wird der Pfad vom Arbeitsraum 7 nach außen über die Durchgänge 47 und 48 geöffnet, wenn das Schieberventil 40 in seine Ruhestellung zurückkehrt.

[0030] Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 wird eine fünfte Ausführungsform der Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit der Erfindung erläutert. Grundsätzlich ähnelt die fünfte Ausführungsform der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Fig. 4, abgesehen davon, dass zur Entlüftung des Arbeitsraums 7 mindestens eine Öffnung 50 im ringförmigen Gehäuse 8 in der Höhe des Schlagbolzens 4 in der hinteren Grundstellung der Fig. 1 vorgesehen ist. Die Öffnung 50 ist einerseits unter Berücksichtigung des Spalts 2 so dimensioniert, dass im "scharfen" druckbeaufschlagten Zustand der Prägevorrichtung eine relativ geringe Menge an Druckluft entweichen kann und dass der Druckabfall im Arbeitsraum 7 und Expansionsraum 6 leicht ausgeglichen werden kann. Andererseits ist die Öffnung 50 so bemessen, dass nach Auslösen des Prägevorgangs, wenn der Schlagbolzen 4 nach vorne geschleudert wird, die Druckluft aus dem Arbeitsraum 7 in einigen Sekunden entweichen kann, um den sicheren Zustand schnell wiederherzustellen. Weiterhin wird durch die Öffnung 50 nach außen die ungewollte Schlagauslösung bereits beim Betätigen des Ventils 40 für den Druckluft-Einlass auf folgende Weise gehemmt: Sobald sich der Schlagbolzen 4 etwas nach vorne bewegt, gibt er die Öffnung 50 nach außen frei und die einströmende Luft kann aus dem Arbeitsraum 7 entweichen. Diese Funktion ist um so wirksamer, je langsamer die Druckluft einströmt. Da sich über den Spalt 2 auch im Expansionsraum 6 allmählich der Systemdruck aufbaut, kommt der Schlagbolzen 4 wieder in die hintere Grundstellung zurück und "verschließt" die Öffnung 50 wieder. Die Prägevorrichtung ist jetzt bei manuell betätigtem Ventil scharf. Der Lösungsansatz mit der Öffnung 50 kann auch in Verbindung mit der ersten Ausführungsform der Fig. 2 eingesetzt werden, und zwar durch das Weglassen der Entlüftungsdichtung 32 und der zweiten Druckfeder 33.

[0031] Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 wird eine sechste Ausführungsform der Prägevorrichtung mit verbesserter Sicherheit erläutert. Die sechste Ausführungsform ähnelt der dritten Ausführungsform von Fig. 4, jedoch hat der Hebel 23 zwei Arme 23', 23" auf entgegengesetzten Seiten der Achse 41', nämlich einen Arm 23', der den Handkontaktteil darstellt, und einen Arm 23", der mit einem Schieberventil 40' verbunden ist, das sich in einer dazu passenden Bohrung im hinteren Abschnitt 22' der Prägevorrichtung erstreckt, die quer zur Längsrichtung der Prägevorrichtung bis zu der Luftzufuhröffnung 21' reicht. Der Hebel 23 wird durch eine nicht gezeigte Feder normalerweise in einer vom Gehäuse 8 beabstandeten Ruhestellung gehalten, in der die Luftzufuhröffnung 21' durch das Schieberventil 40' verschlossen ist. Bei niedergedrücktem Arm 23' ist das Schieberventil 40' geöffnet. Diese Ausführungsform würde zwar besondere Dichtungen für das Schieberventil 40' erfordern, soll aber nur die prinzipielle Ausführbarkeit so einer Variante zeigen.

[0032] Ebenso wie in Fig. 6 ist auch in Fig. 7 eine Öffnung 50' im Gehäuse 8 in Höhe der Position der hinteren Grundstellung des Schlagbolzens 4 vorgesehen, die nach dem Schlag und dem immer erst danach erfolgten Verschluss des DruckluftAnschlusses durch Loslassen des Handhebels den im Innenraum der Prägevorrichtung weiterhin herrschenden Systemdruck nach außen entweichen lässt, damit die Prägevorrichtung nicht länger "scharf" ist. Auch wenn der Schlagbolzen 4 die Öffnung 50' verdeckt, besteht wegen des Spaltes 2 kein vollständiger Verschluss der Öffnung 50', aber diese Leckage ist wegen des sehr kleinen Spaltmaßes äußerst gering und dauert ohnehin nur bis zur Schlagauslösung an, kann also vom Luftverbrauch her außer Betracht gelassen werden.

[0033] Die Figuren 8 und 9 zeigen ergänzende Maßnahmen im Kopfbereich des Gehäuses 8, die bei allen oben beschrieben Ausführungsformen getroffen werden können, um auch unter besonderen Umständen wie z.B. dynamischen Bewegungen der Prägevorrichtung eine unerwünschte Schlagauslösung zu verhindern.

[0034] In der Fig. 8 wird der Prägestempelbolzen 3 durch eine Schraubenfeder 60, die sich zwischen dem Kopf 9 der Prägevorrichtung und einer Feststellmutter 14 für den Prägestempel 1 um den Prägestempelbolzen 3 herum erstreckt, nach vorne getrieben, d.h. in Längsrichtung des Gehäuses 8 nach außen, so dass der Expansionsraum 6 durch die nicht eingezeichnete Dichtung am Prägestempelbolzen 3 sicher abgedichtet ist und stets erst geöffnet wird, wenn die Prägevorrichtung gegen ein Werkstück gedrückt wird.

[0035] In der Fig. 9 wird die Funktion der Schraubenfeder 60 von einer Rückstellfeder 11' für den Schlagbolzen 4 übernommen, welche vorne verjüngt ist, um hinten am Prägestempelbolzen 3 anzugreifen und diesen nach vorne zu treiben. Die Rückstellfeder 11' der Fig. 9 kann auch in Alleinstellung ohne das Hand-betätigte Ventil oder das Schieberventil in Prägevorrichtung eingebaut werden, in denen das Sperren und Freigeben der Druckluftzufuhr aus sonstigen Erwägungen (z B. aufgrund von weiteren mechanischen Sicherheitsvorkehrungen) nicht erforderlich ist.

[0036] Die in den Figuren 8 und 9 gezeigten konstruktiven Ergänzungen haben zur Folge, dass der Expansionsraum 6 auch in beliebiger Arbeitslage der Prägevorrichtung sicher abgedichtet wird (insbesondere Einbaugeräte werden oft senkrecht nach oben schlagend eingebaut). Wenn jetzt die Druckluft durch ein handbetätigtes Ventil von hinten zugeschaltet wird, wird zwar der Schlagbolzen 4 zunächst nach vorne gedrückt, muss dabei aber die Luft im Expansionsraum 6 komprimieren und wird hierdurch gebremst. Wenn der Druck vorne den Systemdruck erreicht hat, überwiegt dann die Kraft der Rückstellfeder 60 bzw. 11' für den Schlagbolzen 4. Die Arbeitsraum-Volumina vorne und hinten, der Spalt 2 des Schlagbolzens 4 zum rohrförmigen Gehäuse 8, die freien Weglängen vorne und hinten und die Charakteristik der Rückstellfeder 60 bzw. 11' werden so aufeinander abgestimmt, dass im gesamten Arbeitsdruck-Bereich bis 6 bar, bei beliebiger Lage der Prägevorrichtung zur Schwerkraft und für beliebig schnelles Zuschalten der Druckluft der Schlagbolzen 4 unter keinen Umständen bis zum Prägestempelbolzen 3 nach vorne bewegt werden kann.

[0037] Dieser vordere, lageunabhängige Verschluss des Arbeitsraumes hat insbesondere auch bei Einbaugeräten den Vorteil, das die Systeme unempfindlich werden gegen langsamen Druckaufbau beim erstmaligen Einschalten. Dies kommt relativ häufig vor, weil bei Einbaugeräten oft lange Installationsleitungen mit mehreren Geräten und/oder anderen Verbrauchern vorkommen. Bei einem solchen relativ langsamen Druckanstieg schließt der Prägestempelbolzen 3 nämlich nicht, wie bei einem schnellen Anstieg, sondern es entsteht sehr oft eine geräuschvolle Schwingung (Vibration des Prägestempelbolzens 3 direkt vor der Auslassöffnung) ganz ähnlich wie bei einem Blasinstrument mit Rohrblatt.

[0038] In der Ausführungsform von Fig. 8 hängt die auf diese Weise gewonnene zusätzliche Sicherheit von der zusätzlichen Rückstellfeder 60 ab, die den Prägestempelbolzen 3 nach vorne drückt. Wenn diese Feder jedoch versagt (bricht), ist die "normale" Funktion des Gerätes noch nicht gestört, und der Federbruch wird nicht bemerkt.

[0039] In der Ausführungsform von Fig. 9 ist die Rückstellfeder für den Prägestempelbolzen 3 nicht als separate Feder, sondern in Form einer Verjüngung der ohnehin vorhandenen Rückstellfeder 11' für das Rückstellen des Schlagbolzens 4 ausgeführt. Diese Variante hat den Vorteil, dass ein Federbruch fast immer auch die normale Arbeitsfunktion beeinträchtigt und somit sofort bemerkt wird.

[0040] Als Alternative zu den Ausführungsformen von Figuren 8 und 9 oder zusätzlich kann man ein Ventil 24, 25 oder 40 und/oder Ventilbetätigungsglied 23 einsetzen, das bzw. die eine definiert verzögerte Öffnungsgeschwindigkeit ergeben, indem die Ventilöffnung nicht unmittelbar bewirkt, sondern durch eine andere Energiequelle freigegeben wird. Zum Beispiel kann man die Öffnungsgeschwindigkeit durch geeignete Dämpfungsmaßnahmen begrenzen, etwa durch ein über eine kleine Düse entweichendes Luftvolumen. Die andere Energiequelle zur Betätigung kann beispielsweise eine vorgespannte Feder oder die Druckluftversorgung selbst sein. Bei diesem Konstruktionsprinzip wird über das konstruktiv erzwungene allmähliche Öffnen der Druckluftzufuhr des Arbeitsraums 7 erreicht, dass sich über den Spalt 2 der Druck auch im Expansionsraum 6 mit aufbaut und der Schlagbolzen 4 nur noch eine geringe Beschleunigung erfährt bzw. Bewegung ausführt.

[0041] Ein Ausführungsbeispiel für eine derart verzögerte Ventilöffnung ist in der Fig. 10 gezeigt. Diese Ausführungsform ähnelt der dritten Ausführungsform von Fig. 4, jedoch mit einem Schieberventil 40", das mit einer Dichtung 62 im wesentlichen luftdicht in der Öffnung 43 sitzt. Außerdem wirkt der Hebel 23 hier nicht direkt auf das Schieberventil 40", sondern über eine Feder 63. Bei Betätigung des Hebels 23 wird das Schieberventil 40" in den mehr oder weniger geschlossenen, als Sackloch ausgebildeten Raum 64 unter dem Schieberventil 40" gedrückt. Eine sehr kleine Entlüftungsbohrung 65 des Raumes 64 lässt dennoch etwas Luft nach außen entweichen, wobei die Auskehlung 42' im oberen Teil des Schieberventils 40" den Luftzugang in den Arbeitsraum 7 nur allmählich und nicht schlagartig freigibt, unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Hebels 23. Eine Rückstellfeder 66 im Sackloch bringt das Schieberventil 40" wieder in die Ausgangslage zurück, wenn der Hebel 23 losgelassen wird, da die Feder 63 so kurz ist, dass sie bei losgelassenem Hebel 23 nicht mehr wirkt. Alternativ zu der Entlüftungsbohrung 65 könnte auch die Passung zwischen Schieberventil 40" und Öffnung 43 so dimensioniert werden, dass hierdurch die Luft allmählich entweicht. Dies erübrigt die Dichtung 62, erfordert aber höhere Fertigungsgenauigkeit.

[0042] Um eine schnellere Wiederherstellung des sicheren Zustandes der Prägevorrichtung zu bewirken, kann man im Kopfbereich eine oder mehrere (sehr kleine) Bohrungen anbringen. Hierdurch kann während des Rückhubs des Schlagbolzens 4 Luft eintreten, und die Rückstell-Geschwindigkeit wird weniger stark durch die Strömungsgeschwindigkeit im Spalt 2 limitiert. Nachteilig ist hierbei allerdings, dass die Bremswirkung des Luftpolsters im Expansionsraum 6 gegen einen ungewollten Schlag bei Betätigung des Handventils zum Druckaufbau ebenfalls stark reduziert wird.

[0043] Daher ist es zweckmäßig, derartige Luftdurchlässe im Kopfbereich des Gehäuses 8 als Rückschlag-Ventile 70 auszuführen, wie in der Fig. 11 gezeigt. Durch die Rückschlag-Ventile 70 kann beim Rückhub des Schlagbolzens 4 jederzeit Luft in das Gehäuse 8 einströmen, jedoch schließen sie beim Vorwärtshub des Schlagbolzens 4, so dass sich das den Erstschlag hemmende Luftpolster trotzdem aufbauen kann.

[0044] Wenn in irgendeinem der Ansprüche erwähnte technische Merkmale mit einem Bezugszeichen versehen sind, wurden diese Bezugszeichen lediglich eingeschlossen, um die Verständlichkeit der Ansprüche zu erhöhen. Entsprechend haben diese Bezugszeichen keine einschränkende Auswirkung auf den Schutzumfang eines jeden Elements, das exemplarisch durch solche Bezugszeichen bezeichnet wird.

Ansprüche

1. Einheit (20) zur Zuschaltung von Druckluft als Bauteil einer Prägevorrichtung mit Druckluftzufuhr, die ein von Hand ergreifbares rohrförmiges Gehäuse (8) aufweist, in dem ein mit der Druckluft beaufschlagbarer Schlagbolzen (4) in Längsrichtung des Gehäuses (8) verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (20) ein Ventil (24, 25; 40) zum wechselweisen Sperren und Freigeben der Druckluftzufuhr an die Prägevorrichtung und ein mit dem Ventil (24, 25; 40) zusammenwirkendes Ventilbetätigungsglied (23) aufweist, das einen außen am Gehäuse (8) angeordneten Handkontaktteil (23') umfasst, der federnd in eine Ruhestellung vorgespannt ist, in der das Ventil (24, 25; 40) geschlossen ist, und der dafür eingerichtet ist, beim Ergreifen der Prägevorrichtung mit der Hand in eine Öffnungsstellung zu gelangen, in der das Ventil (24, 25; 40) geöffnet ist.

2. Einheit (20) nach Anspruch 1, wobei die Ruhestellung durch eine vom Gehäuse (8) weg gerichtete Lage des Handkontaktteils (23') gegeben ist und die Öffnungsstellung durch eine zum Gehäuse (8) hin gerichtete Lage des Handkontaktteils (23') gegeben ist.

3. Einheit (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ventilbetätigungsglied ein Hebel (23) ist, der einen am Gehäuse (8) verlaufenden länglichen Arm aufweist, der den Handkontaktteil (23') bildet.

4. Einheit (20) nach Anspruch 3, wobei der Arm (23') in Längsrichtung des Gehäuses (8) verläuft und quer zum Gehäuse (8) beweglich ist.

5. Einheit (20) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Ventil (24, 25) durch einen Stößel (24) und eine Dichtung (25) gebildet wird und weiterhin eine erste Druckfeder (28) umfasst, die das Ventil (24, 25) in seine geschlossene Stellung drückt, wobei der Stößel (24) in der geschlossenen Stellung des Ventils (24, 25) derart auf den Hebel (23) einwirkt, dass der Hebel (23) seine Ruhestellung in einer vom Gehäuse (8) beabstandeten Stellung einnimmt.

6. Einheit (20) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Ventil (40) durch ein Schieberventil gebildet wird und weiterhin eine dritte Druckfeder (44) umfasst, die das Ventil (40) in seine geschlossene Stellung drückt, wobei das Ventil (40) in seiner geschlossenen Stellung derart auf den Hebel (23) einwirkt, dass der Hebel (23) seine Ruhestellung in einer vom Gehäuse (8) beabstandeten Stellung einnimmt.

7. Einheit (20) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Entlüftungsventil (32, 33), das so ausgebildet ist, dass der Arbeitsraum (7) der Prägevorrichtung antizyklisch zur Funktion des Ventils (24, 25, 40) mit der Außenseite der Prägevorrichtung verbunden wird, wenn das Ventilbetätigungsglied (23) betätigt wird.

8. Einheit (20) nach Anspruch 7, wobei das Entlüftungsventil (32, 33) an dem Gehäuse (8) der Prägevorrichtung bereitgestellt wird, oder
wobei das Entlüftungsventil (32, 33) in der Einheit (20) bereitgestellt wird; und wobei vorzugsweise Durchgänge (47, 48) von dem Arbeitsraum (7) zu der Einheit (20) zur Zuschaltung von Druckluft und weiter zu der Außenseite der Prägevorrichtung vorgesehen sind und das Ventil (24, 25, 40) dafür eingerichtet ist, die Durchgänge (47, 48) antizyklisch zur Zuschaltung der Druckluft zu öffnen und zu schließen.

9. Einheit (20) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Entlüftungsventil (32, 33) eine Entlüftungsdichtung (32) und eine zweite Druckfeder (33) umfasst, die zwischen Hebel (23) und Gehäuse (8) derart angeordnet sind, dass in Ruhestellung des Hebels (23) das Entlüftungsventil (32, 33) offen ist und in der gedrückten Stellung des Hebels (23) das Entlüftungsventil (32, 33) geschlossen ist.

10. Einheit (20) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einheit (20) ein separates Bauteil der Prägevorrichtung ist.

11. Einheit (20) nach Anspruch 10, wobei die Einheit (20) Dichtungsmittel (46) zur luftdichten Verbindung mit der Prägevorrichtung umfasst.

12. Prägevorrichtung mit Druckluftantrieb, die eine Einheit (20) zur Zuschaltung von Druckluft nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche enthält.

13. Prägevorrichtung nach Anspruch 12, die als Hand-Präge-Gerät ausgebildet ist.

14. Prägevorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, die eine Schraubenfeder (11'; 60) enthält, die den Prägestempelbolzen 3 in Längsrichtung des Gehäuses (8) nach außen treibt, wobei vorzugsweise die Schraubenfeder durch eine Rückstellfeder (11') für den Schlagbolzen (4) gebildet wird.

15. Prägevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14,
wobei das Gehäuse (8) in einem vorderen Bereich mindestens eine enge Bohrung oder mindestens ein Rückschlag-Ventil (70) aufweist, das den Expansionsraum (6) mit der Außenseite der Prägevorrichtung verbindet, wobei vorzugsweise das Gehäuse (8) in Höhe der Position der hinteren Grundstellung des Schlagbolzens (4) mindestens eine Öffnung (50; 50') aufweist, die den Arbeitsraum (7) mit der Außenseite der Prägevorrichtung verbindet.

Zeichnung