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Die Erfindung betrifft eine Handhebelpresse mit Schutzfunktion nach dem Oberbegriff des Patentanspruchesd.
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Eine Handpresse ist eine mit menschlicher Muskelkraft betriebene Presse, welche bevorzugt zum Montieren, Einpressen, Stanzen und Biegen eingesetzt wird. Wesentliche Vorteile einer handbetätigten Presse sind der einfache Aufbau, die kurzen Rüstzeiten, der flexible Einsatz und ein feinfühliges Arbeiten.
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Die Funktionsprinzipien der mechanischen Pressmaschinen unterscheiden sich durch die Erzeugung der Stößelbewegung. Die Bewegung wird beispielsweise durch einen Kurven-, Spindel- oder Reibradantrieb, beziehungsweise nach dem Exzenter-, Kniehebel- oder Rundtischprinzip erzeugt.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise eine Kniehebelhandpresse bekannt, die für Arbeiten mit leichtem bis mittlerem Kraftaufwand wie Formen, Stauchen, Nieten, Markieren, Lochen und Verbinden ausgelegt ist. Dabei wird die vom Bediener am Handhebel aufgebrachte Kraft durch eine Kniehebelübersetzung stark verstärkt.
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Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik eine handbetätigte Zahnstangen-Presse bekannt, welche die Kraft ausgehend von der Rotation des Handhebels über eine Zahnstange auf den Arbeitsstößel bzw. Pressenstößel übersetzt.
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Ein wesentlicher Nachteil bei den handbetätigten Pressen ist, dass diese meistens als Einarm-Handhebelpresse ausgebildet sind. Hierbei hat der Benutzer durch die einarmige Bedienung stets eine Hand frei, welche unter Umständen während des Pressvorganges zwischen den Stößel und des zu bearbeitenden Werkzeuges bzw. Werkstückes gelangen kann. Es besteht daher eine hohe Einquetschgefahr.
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Ausgehend von dem Stand der Technik besteht nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Handhebelpresse dergestalt weiterzubilden, dass eine Einquetschgefahr der freien Hand vermieden wird.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die Handhebelpresse lediglich beidhändig zu betätigen ist und eine Einklemmsicherung dergestalt aufweist, dass die Einklemmsicherung während des Abwärtshubes des Pressenstößels mit der einen Hand und der Handhebel mit der anderen Hand zu betätigen ist.
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Die Handhebelpresse weist bevorzugt als Einklemmsicherung ein zusätzliches Betätigungsmittels auf, welches während des Pressvorganges betätigt werden muss, um den Pressstößel freizugeben. Das Betätigungsmittel wirkt hierbei auf eine Sperrklinke oder auf einen Arretierstift, welche dadurch außer Eingriff einer Zahnflanke oder einer Ausnehmung gebracht werden und dadurch das Absenken des Pressenstößels freigeben.
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Im Folgenden versteht die vorliegende Erfindung unter einem Betätigungsmittel eine Vorrichtung, welche während des Pressvorganges von der (zweiten) freien Hand betätig werden muss, um den Pressenstößels für den Pressvorgang freizugeben. Wird das Betätigungsmittel während des Pressvorganges losgelassen, so wird ein weiteres Absenken des Stößels blockiert.
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Als Betätigungsmittel sieht die vorliegende Erfindung beispielsweise einen Handhebel mit Griff, einen Schalter (Elektrotechnik) oder einen Knopf (Elektrotechnik) oder dergleichen vor. Entscheidend ist, dass das Betätigungsmittel so angeordnet ist, dass ein Einklemmen der freien Hand des Benutzers verhindert wird. Die zweite Hand wird somit zwangsweise aus dem Gefahrenbereich gebracht.
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In einer ersten bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Handhebelpresse als Betätigungsmittel einen Handhebel auf. Der Handhebel ist einseitig drehbar um einen Drehpunkt (Auflager) an der Handhebelpresse angeordnet und weist an seinem einem freien Ende einen Griff auf, welcher gut von dem Benutzer während des Pressvorganges erreichbar ist.
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Auf der gegenüberliegenden Seite des Griffes wirkt der Handhebel mit seinem Ende auf eine schwenkbare Sperrklinke. Die Sperrklinke greift in der Ruhestellung des Handhebels in Zahnflanken eines Sperrrades ein. Das Sperrrad ist bevorzugt über eine Welle drehfest mit dem Betätigungshebel des Stößels verbunden. Des Weiteren ist die Welle auf einer nicht näher bezeichnenden Weise (z. B. Kniehebel oder Zahnstange) mit einem Pressenstößel verbunden. Der Stößel kann entweder rund oder durch ein Vierkant oder ein Schwalbenschwanz sein. Die Erfindung beansprucht diesbezüglich jegliche Stößelform.
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Bevorzugt ist der Pressenstößel in seiner Ruhestellung über eine Rückholfeder in seiner oberen Stellung vorgespannt und die Sperrklinke befindet sich in Eingriff in einer der Zahnflanken des Sperrrades. Dadurch wird eine Drehung der Welle verhindert und der Pressvorgang ist nicht möglich.
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Bei einer Betätigung des einachsig gelagerten Handhebels in vertikaler Richtung nach unten wird aufgrund der Hebelwirkung auf dessen gegenüberliegender Seite die Sperrklinke nach oben bewegt und damit außer Eingriff von den Zahnflanken des Sperrrad gebracht. Dadurch sind das Sperrrad und die drehfeste damit verbundene Welle frei drehbar. Der Betätigungshebel des Pressenstößels ist somit freigegeben – der Pressvorgang kann durchgeführt werden.
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Nach Beendigung des Presshubes geht der Pressenstößel unterstützt durch beispielsweise eine Rückholfeder in seine obere Lage zurück, wobei der Betätigungshebel wieder nach oben geschwenkt wird. Durch die besondere Zackenform der Zahnflanken des Sperrrades muss das Betätigungsmittel während der Aufwärtsbewegung des Stößels nicht mehr betätigt werden.
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Die Anordnung des Handhebels zusammen mit der Sperrklinke und dem Sperrrad stellt somit eine Einklemmsicherung dar, da der Benutzer neben dem eigentlichen Betätigungshebel der Handpresse, noch zusätzlich den Handhebel der Einklemmsicherung betätigen muss, um den Pressvorgang durchzuführen. Die erfindungsgemäße Ausführungsform dient somit als Einklemmsicherung, bei welcher der Benutzer beide Hände verwenden muss, um den Pressvorgang auszuführen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Einklemmsicherung der Handhebelpresse, statt der Sperrklinke und dem Sperrrad, einen Pressenstößel mit mehreren vertikal voneinander beanstandeten Löcher bzw. Ausnehmungen auf, in welche beispielsweise ein Arretierstift eingreift. Der Stift ist beispielsweise über eine Gelenkverbindung mit dem Handhebel der Einklemmsicherung verbunden und lässt sich für den Pressvorgang horizontal verschieben, so dass er außer Eingriff Stößelausnehmungen gelangt. Dadurch ist die Arretierung des Stößels aufgehoben. Der Pressvorgang ist durchführbar.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Handhebelpresse statt des Handhebels als Betätigungsmittel einen Schalter bzw. Druckknopf auf, welcher einen Elektromagneten aktiviert bzw. wieder deaktiviert. Der Elektromagnet wirkt entweder mit der Sperrklinke direkt oder über eine Schubstange auf die Sperrklinke.
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Die Schubstange weist bevorzugt einen Zylinderstift auf, welcher die Sperrklinke untergreift und dadurch anhebt und absenkt. Hierbei sind lose, formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindungen zwischen den beiden Bauteilen möglich. Des Weiteren sind so genannte Kulissenführungen möglich, wodurch ein gezieltes Führen der Sperrklinke erreicht wird.
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Durch die Aktivierung des Elektromagnetes wird die Schubstange angehoben, welche diese Bewegung auf die drehbar angeordnete Sperrklinke überträgt und diese außer Eingriff von der Zahnflanke des Sperrrades bringt. Da das Sperrrad drehfest mit der Welle des Pressenstößels verbunden ist, ist nach dem Abheben der Sperrklinke die Welle frei drehbar und der Pressenstößels somit freigegeben. Der Pressvorgang kann nun ausgeführt werden.
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Die erfindungsgemäße Handhebelpresse kann in weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise noch einen elektrischen Hubzähler, eine Rückhubsperre für das Hebelsysteme, einen Wegsensor, eine flexible Werkzeugaufnahme, eine standardisierte Schnittstelle für elektrischen Sensoren oder eine Einpressüberwachung des Pressenstößels aufweisen.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einem Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
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Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: Schematische Darstellung der Einklemmsicherung
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2: Schematische Darstellung der Einklemmsicherung in der Draufsicht
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3: Schematisch Darstellung der Sperrklinke zusammen mit dem Sperrrad
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4: Perspektivische Darstellung der Einklemmsicherung
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5: Schematische Darstellung der Einklemmsicherung zusammen mit dem Elektromagneten
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6: Perspektivische Darstellung der Einklemmsicherung zusammen mit dem Elektromagneten
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7: Schematische Darstellung der Einklemmsicherung zusammen mit dem Elektromagneten mit Schubstange und Sperrklinke
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Mit der 1 wird die erfindungsgemäße Einklemmsicherung 25 der Handhebelpresse 24 gezeigt. Die Einklemmsicherung 25 besteht im Wesentlichen aus einem Betätigungsmittel 32, einem Sperrrad 8 mit mindestens einer Zahnflanken 9 und einer Sperrklinke 2.
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Die Sperrklinke 2 ist eine mechanische Vorrichtung, die das Vorwärtsdrehen des Sperrrades 8 verhindert. Hierzu greift die Sperrklinke 2 in die am Außenumfang des Sperrrades 8 asymmetrischen Zahnflanken 9 ein.
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Gemäß der 1 ist das Betätigungsmittel 25 als Hebel 15, 16, 21 ausgebildet, welcher beabstandet über einen u-förmigen Halter an der Handhebelpresse 24 angeordnet ist. Der Halter besteht aus einer Grundplatte 1, welche eine Bohrung für die (Stößel-)Welle 10 aufweist und als Aufnahme für das Sperrrad 8 und die drehbare Sperrklinke 2 dient. Die Befestigung der Grundplatte 1 an der Handhebelpresse 24 erfolgt bevorzugt über die Distanzstücke 3, 23 und die Schraubverbindungen 4, 20.
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Der Halter der Einklemmsicherung 25 ist bevorzugt u-förmig ausgebildet, wobei an der vertikalen Grundplatte 1 eine horizontal erstreckende Verbindungsplatte 14 angeordnet ist, an der sich ein vertikal erstreckender Halter 13 anschließt. Die Befestigung des Halters 13 an der Verbindungsplatte 14 erfolgt über lösbare Schraubverbindungen 6.
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In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Halter 13 mindestens eine Aufhängung 5 für eine Feder. Des Weiteren kann eine zusätzliche Befestigung von beispielsweise Sensoren oder dergleichen an der Einklemmsicherung 25 vorhanden sein.
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Der Halter 13 weist an seinem oberen, freien Ende gemäß 1 ein Auflager bzw. Drehpunkt 12 für den einen Hebelteil 15 des Hebels 15, 16, 21 auf, wodurch dieses drehbar dort angeordnet ist.
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Der Hebel weist im Bereich des Hebelteils 16 einen Griff 19 auf. Der Hebelteil 16 ist wiederum mit dem Hebelteil 15 verbunden, welcher als Drehpunkt für das gesamte Betätigungsmittel 32 dient. Im Anschluss an das Hebelteil 15 folgt der dritte Hebelteil 21, welcher bevorzugt als Zylinderstift ausgebildet ist und in Verbindung mit der Sperrklinke 2 steht.
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Gemäß der 1 untergreift das Betätigungsmittel 24 mit seinem Hebelteil 21 die drehbar angeordnete Sperrklinke 2. Wird nun eine Kraft in Pfeilrichtung 30 auf den Griff 19 aufgebracht, so dreht sich das gesamte Betätigungsmittel 24 um das Auflager 12 und zieht die Sperrklinke 2 nach oben. Dadurch wird die Sperrklinke 2 aus der Zahnflanke 9 des Sperrrades 8 gehoben und das Sperrrad 8 zusammen mit der Welle 10 freigegeben.
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Die Sperrklinke 2 ist bevorzugt drehbar gelagert und wird durch die Schwerkraft, eine Feder oder einen anderen Mechanismus auf das Sperrrad 8 und dessen Zahnflanken 9 gedrückt. Durch die spezielle Form der Zähne der Zahnflanken 9 ist ein leichtgängiges Rückwärtsdrehen des Sperrrades möglich, wobei ein Vorwärtsdrehen aufgrund des Eingriffes der Sperrklinke 2 verhindert wird.
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Das Betätigungsmittel 32 weist im Bereich des Hebelteils 21 eine Feder 22 auf, welche das gesamte Betätigungsmittel 32 entgegen der Pfeilrichtung 30 in seine horizontale Stellung zieht.
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An der Welle 10 ist sowohl das Sperrrad 8, als auch der Handhebel 26 angeordnet. Während des Pressvorganges dreht sich die Welle 10 in Pfeilrichtung 29. Die für den Pressvorgang notwendige Zugkraft wird auf den Handhebel 26 aufgebracht.
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An der Welle 10 ist nicht näher dargestellt beispielsweise eine Übersetzung für den Stößel 31 angeordnet, welcher während des Pressvorganges in Pfeilrichtung 28 nach unten fährt. Bei der Übersetzung 31 handelt es sich um einen Kraftübersetzungsmechanismus. Nach Erreichen des unteren Totpunktes fährt der Pressstößel 31 wieder in Pfeilrichtung 29 in seine obere Ruhestellung.
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Mit der 2 wird eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Einklemmsicherung 25 gezeigt. Das Betätigungsmittel 32 ist hierbei als dreiteiliger Hebel 15, 16, 21 ausgebildet, wobei eine lösbare Befestigung 17 zwischen den Hebelteilen 15 und 16 besteht. Die lösbare Befestigung 17 hat den wesentlichen Vorteil, dass damit unterschiedliche Hebelteile 15 mit z. B. unterschiedlichen Griffformen 19 mit dem Hebelteil 16 kombiniert werden können.
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Die 3 zeigt die Einklemmsicherung 25 in der Seitenansicht. Die Sperrklinke 2 befindet sich in Eingriff in den Zahnflanken 9 des Sperrrades 8. Das Sperrrad 8 ist lösbar über die Befestigung 18 mit der Welle 10 verbunden. Dadurch lässt sich das Sperrrad 8 bei Bedarf auswechseln bzw. für eine Wartung leicht ausbauen.
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Ferner weist die Einklemmsicherung 25 einen Anschlag 11 für die drehbare Sperrklinke 2 auf, so dass diese nur in einem bestimmten Winkelbereich von dem Sperrrad 8 weggeschwenkt werden kann.
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Mit der 4 wird eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Einklemmsicherung 25 gezeigt. An der Grundplatte 1 sind sowohl die Sperrklinke 2, das Sperrrad 8, die Welle 10, als auch die Halterungen 13, 14 für das Betätigungsmittel 32 angeordnet.
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Die 5, 6, 7 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einklemmsicherung 25 mit einem Elektromagneten 36.
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Bei den folgenden Ausführungsformen besteht somit das Betätigungsmittel 32 aus mindestens einem Elektromagneten 36 mit mindestens einem Schalter 38.
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Gemäß der 5 ist der Elektromagnet 36 über einen Halter 35 an der Grundplatte 1 angeordnet. Der Elektromagnet 36 wirkt mit einer Schubstange 33 zusammen, welche bevorzugt L-förmig ausgebildet ist und an einem freien Ende einen Zylinderstift 21 aufweist. Die Schubstange 33 und der Zylinderstift 21 sind dergestalt an der Grundplatte 1 positioniert, dass der Zylinderstift 21 die Sperrklinke 2 untergreift bzw. mit dieser in Kontakt ist.
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Bei einer Aktivierung des Elektromagneten 36 wird die Schubstange 33 zusammen mit dem Zylinderstift 21 angehoben, wodurch ein Anheben der drehbar angeordneten Sperrklinke 2 erreicht wird und diese außer Eingriff der Zahnflanke 9 des Sperrrades 8 gebracht wird. Dadurch lässt sich die Welle 10 frei drehen und der Pressvorgang kann mit dem Handhebel 26 durchgeführt werden.
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Der Elektromagnet 36 weist bevorzugt einen Schalter 38 auf, welcher während des Pressvorganges permanent gedrückt werden muss. Sobald der Schalter 38 losgelassen wird, schaltet der Elektromagnet 36 ab und die Schubstange 33 fällt fliehkraftbedingt nach unten. Dadurch bewegt sich die Sperrklinke 2 ebenfalls nach unten und rastet in eine der Zahnflanken 9 des Sperrrades 8 ein und blockiert eine weitere Drehung der Welle 10 in Pfeilrichtung 29.
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Neben einer permanenten Betätigung des Schalters 38 ist auch einen einmalige oder getaktete Betätigung möglich. Diese könnte beispielsweise von einer Steuerung ausgegeben und überwacht werden.
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Sowohl die Schubstange 33, als auch die Sperrklinke 2 können ferner eine Feder aufweisen, welche bei einer Deaktivierung des Elektromagneten 36 die Schubstange 36 nach unten und die Sperrklinke 2 in Richtung der Zahnflanken 9 zieht.
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Mit der 6 ist die Einklemmsicherung 25 mit Elektromagneten 36 und dem Schalter 38 dargestellt. Der Elektromagnet 36 ist über den Halter 35 mit der Grundplatte 1 verbunden.
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Die Welle 10 ist durch eine Bohrung in der Grundplatte 1 durchgeführt und dort drehbar gelagert. Im Bereich der Einklemmsicherung 25 ist das Sperrrad 8 über eine lösbare Befestigung 37 mit der Welle 10 drehfest verbunden. Die Verbindung zwischen den beiden Bauteile 8 und 10 kann kraftschlüssig, wie z. B. über einen Gewindestift, Spannbuchse, Klemmverbindung oder einen Klemmring (Wellenklemmring) erfolgen. Die Erfindung beansprucht diesbezüglich jegliche Welle-Nabe-Verbindungen.
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Die 7 zeigt in einer weiteren Abbildung die Einklemmsicherung 25 zusammen mit dem Elektromagneten 36, wobei die Sperrklinke 2 im eingerasteten Zustand auf dem Sperrrad 8 dargestellt ist. Um die Sperrklinke 2 von den Zahnflanken 9 abzuheben, muss der Elektromagnet 36 über den Schalter 38 aktiviert werden.
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Zusammenfassend ist zu sagen, dass durch die erfindungswesentliche Ausführungsform ein Einklemmen der zweiten, freien Hand verhindert wird, da diese während des Pressvorganges die Einklemmsicherung 25 betätigen muss. Während des Pressvorganges bedient zwangsweise somit eine Hand den Handhebel 26 der Handhebelpresse 24 und die zweite Hand das Betätigungsmittel 32 der Einklemmsicherung 25.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundplatte
- 2
- Sperrklinke
- 3
- Distanzstück
- 4
- Befestigungsverbindung
- 5
- Schraube
- 6
- Schraube
- 7
- Schraube
- 8
- Sperrrad
- 9
- Zahnflanke
- 10
- Welle
- 11
- Anschlag für 2
- 12
- Drehpunkt/Auflager
- 13
- Halter für 19
- 14
- Verbindungsplatte
- 15
- Hebelteil
- 16
- Hebelteil 2
- 17
- Befestigung für 15 und 16
- 18
- Befestigungsverbindung zwischen 8 und 10
- 19
- Griff
- 20
- Befestigungsverbindung
- 21
- Hebelteil 3
- 22
- Feder
- 23
- Distanzstück
- 24
- Handhebelpresse
- 25
- Einklemmsicherung
- 26
- Handhebel
- 27
- Pfeilrichtung oben
- 28
- Pfeilrichtung unten
- 29
- Drehrichtung von 10
- 30
- Schwenkrichtung von 19
- 31
- Übersetzung für Stößel
- 32
- Betätigungsmittel
- 33
- Schubstange
- 34
- Zylinderstift
- 35
- Halter für 36
- 36
- Elektromagnet
- 37
- Befestigung für 8 auf 10
- 38
- Schalter
