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Die Erfindung betrifft eine Fettpresse mit einem Pressenkopf, in dem ein Zylinder gebildet ist, der eine Einlassöffnung für Fett aufweist und einen verschiebbaren Kolben zum Auspressen des Fettes aus einer Auslassöffnung aufnimmt.
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Bei herkömmlichen Handhebelfettpressen ist der Pressenkopf am Ende eines Pressenrohres gebildet, das einen gewissen Vorrat an Fett aufnimmt. Ein Handhebel ist gelenkig an dem Pressenkopf angeordnet und so mit dem Kolben verbunden, dass der Kolben zurückgezogen wird und Fett angesaugt wird, wenn der Handhebel von dem Pressenrohr weg geschwenkt wird, und dass der Kolben die Einlassöffnung verschließt und sich weiter in Richtung auf die Auslassöffnung bewegt, wenn der Handhebel gegen das Pressenrohr geschwenkt wird. Der Druck, mit dem das Fett maximal ausgepresst werden kann, ist deshalb durch die mit Hilfe des Handhebels ausgeübte Kraft sowie durch den Querschnitt des Kolbens und des Zylinders bestimmt.
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Je kleiner der Querschnitt des Zylinders ist, desto größer ist folglich der Druck, mit dem das Fett ausgepresst werden kann. Andererseits ist bei kleinerem Querschnitt des Zylinders jedoch auch das Volumen des Zylinders kleiner, so dass die Menge an Fett, die mit einmaliger Betätigung des Handhebels ausgepresst werden kann, entsprechend kleiner ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fettpresse zu schaffen, mit der bei gegebenem Hubvolumen der Kolben/Zylinder-Anordnung ein höherer maximaler Auspressdruck erreichbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kolben ein Stufenkolben ist, der einen Außenteil und einen mediendicht in dem Außenteil aufgenommenen und verschiebbaren Innenteil aufweist, dass der Zylinder einen Endabschnitt mit reduziertem Querschnitt aufweist, in den der Innenteil des Kolbens dicht einführbar ist, und dass der Innenteil und der Außenteil durch einen Mitnehmermechanismus gekoppelt sind, der bei einer Bewegung des Innenteils in Richtung auf den Endabschnitt des Zylinders den Außenteil mit einer begrenzten Antriebskraft mitnimmt.
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In der Anfangsphase eines Kolbenhubes wird der Außenteil des Kolbens durch den Mitnehmermechanismus mitgenommen, so dass sich Innenteil und Außenteil gemeinsam bewegen. Die Auspresskraft entspricht in dieser Phase der auf den Innenteil ausgeübten Kraft dividiert durch den Gesamtquerschnitt des Kolbens einschließlich seines Außenteils. Aufgrund des verhältnismäßig großen Gesamtquerschnitts des Kolbens wird ein entsprechend großes Hubvolumen erreicht.
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Im weiteren Verlauf des Kolbenhubes stößt jedoch der Außenteil des Kolbens an einer in dem Zylinder gebildeten Schulter an, an welcher der Endabschnitt des Zylinders beginnt. Der Mitnehmermechanismus erlaubt es dann, dass sich der Innenteil des Kolbens allein in den Endabschnitt des Zylinders hinein bewegt, wodurch noch ein zusätzliches Fettvolumen ausgepresst werden kann. Aufgrund des kleineren Querschnitts des Endabschnitts kann dabei eine größere Auspresskraft erreicht werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der Mitnehmermechanismus kann beispielsweise ein Rastmechanismus sein, der ausrastet, wenn die Antriebskraft einen gewissen Grenzwert überschreitet.
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In einer anderen Ausführungsform wird der Mitnehmermechanismus durch eine Feder gebildet, beispielsweise eine Schraubendruckfeder, die sich mit ihrem hinteren Ende am Innenteil und mit ihrem vorderen Ende am Außenteil des Kolbens abstützt und mit einer Kraft vorgespannt ist, die die obere Grenze für die Antriebskraft bildet. Wenn diese Grenze überschritten wird, so wird die Feder komprimiert, so dass sich der Innenteil allein weiterbewegt.
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Es versteht sich, dass das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip auch auf drei- oder mehrstufige Zylinder und Kolben verallgemeinert werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch einen Pressenkopf einer erfindungsgemäßen Fettpresse im Zustand am Ende eines Auspresshubes;
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2 einen Schnitt durch den Pressenkopf im Zustand am Beginn eines Auspresshubes;
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3 einen Schnitt durch den Pressenkopf in einem Zwischenzustand zwischen dem Beginn und dem Ende des Auspresshubes; und
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4 eine Gesamtansicht der Fettpresse.
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In 1 ist ein Pressenkopf 10 gezeigt, der durch einen massiven Block aus Metall gebildet wird und in dem ein Zylinder 12 gebildet ist. Dieser Zylinder 12 ist ein Stufenzylinder mit einem rückwärtigen Abschnitt 14 mit verhältnismäßig großem Durchmesser, an dem sich unter Bildung einer ringförmigen Schulter 16 ein Endabschnitt 18 mit kleinerem Durchmesser und entsprechend reduziertem Querschnitt anschließt. Vom Ende des Endabschnitts 18 geht rechtwinklig eine Auslassöffnung 20 ab, die zu einem Rückschlagventil 22 führt.
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In dem Zylinder 12 ist verschiebbar ein Kolben 24 geführt, der einen hohlzylindrischen Außenteil 26 und einen Innenteil 28 aufweist. Der Außenteil 26 dichtet mit seiner Umfangsfläche an der Umfangswand des rückwärtigen Abschnitts 14 des Zylinders 12 ab. Der Innenteil 28 ist dicht in einer koaxialen Bohrung des Außenteils 26 geführt, die den gleichen Durchmesser wie der Endabschnitt 18 des Zylinder hat, und taucht in dem in 1 gezeigten Zustand in den Endabschnitt 18 ein.
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Das rückwärtige Ende des Innenteils 28 ist gelenkig mit einer Pleuelstange 30 verbunden, die die Hubbewegungen des Kolbens 24 steuert. Der Außenteil 26 des Kolbens ist mit dem Innenteil 28 durch einen Mitnehmermechanismus 32 gekoppelt, der im gezeigten Beispiel durch eine Blattfeder 34 und eine Nut 36 des Außenteils 26 gebildet wird, in die die Blattfeder mit ihren entgegengesetzten Enden einrasten kann.
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In den rückwärtigen Abschnitt 14 des Zylinders 12 mündet seitlich (von unten in 1) eine Einlassöffnung 38, die den Zylinder mit einem Fettvorrat verbindet.
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Die Blattfeder 34 ist in der Mitte fest mit dem Innenteil 28 des Kolbens verbunden und ist in dem in 1 gezeigten Zustand leicht durchgebogen, so dass sie mit ihren entgegengesetzten Enden unter Spannung an der Innenwand des Außenteils 26 des Kolbens anliegt. Wenn nun mit Hilfe der Pleuelstange 30 der Innenteil 28 des Kolbens zurückgezogen wird, nach rechts in 1, so wird der Innenteil 28 aus dem Endabschnitt 18 des Stufenzylinders zurückgezogen, und die Blattfeder 34 gleitet mit ihren Enden an der Innenwand des Außenteils 26 entlang und bewegt sich in Richtung auf die Nut 36. Wenn die Blattfeder 34 die Position der Nut 36 erreicht, federt sie in eine gestreckte Lage zurück und greift mit ihren entgegengesetzten Enden in die Nut 36 ein. Bei der weiteren Rückzugsbewegung des Innenteils 28 wird deshalb der Außenteil 26 mitgenommen. Da die Auslassöffnung 20 durch das Rückschlagventil 22 verschlossen ist, entsteht in dem Zylinder 12 ein Unterdruck. Sobald jedoch die vordere Stirnfläche des Außenteils 26 die Einlassöffnung 38 frei gibt, wird über diese Einlassöffnung Fett aus dem Fettvorrat angesaugt.
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In 2 hat der Kolben 24 das Ende des Rückzugshubes erreicht, so dass ein neuer Auspresshub beginnen kann. Am Beginn dieses Auspresshubes wird die von der Pleuelstange 30 auf den Innenteil 28 ausgeübte Kraft durch die Blattfeder 34 auf den Außenteil 26 übertragen. Dabei biegt sich die Blattfeder 34 leicht durch und erzeugt eine Antriebskraft, die nötig ist, den Widerstand des ausgepressten Fettes zu überwinden. Diese Durchbiegung ist jedoch so klein, dass die Enden der Blattfeder 34 noch in der Nut 36 verbleiben und somit der Außenteil 26 in Auspressrichtung mitgenommen wird.
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Sobald der Außenteil 26 die Einlassöffnung 38 verschließt, wird Fett über die Auslassöffnung 20 und das Rückschlagventil 22 ausgepresst. Der Auspressdruck entspricht dabei der von der Pleuelstange 30 ausgeübten Kraft dividiert durch den Gesamtquerschnitt des Kolbens 24.
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3 zeigt den Pressenkopf in einem Stadium unmittelbar bevor der Außenteil 26 des Kolbens die Schulter 16 des Zylinders 12 erreicht. Sobald der Außenteil an dieser Schulter anstößt, kann sich der Außenteil 26 nicht weiterbewegen. Die Blattfeder 34 biegt sich stärker durch und tritt schließlich aus der Nut 36 aus, so dass sich der Innenteil 28 des Kolbens allein weiter in den Endabschnitt 18 des Stufenzylinders hinein bewegt. Dadurch wird zusätzlich Fett ausgepresst, und zwar mit einer größeren Auspresskraft, entsprechend dem kleineren Durchmesser des Innenteils 28 des Kolbens. Da die Stirnfläche des Außenteils 26 vollflächig an der Schulter 16 anliegt, wirkt auf diese Stirnfläche kein hydraulischer Druck. Folglich reicht die durch die Blattfeder 34 erzeugte Reibungskraft, den Außenteil 26 des Kolbens in Position zu halten.
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In 4 ist die komplette Fettpresse in einer Gesamtansicht gezeigt. Der Pressenkopf 10 sitzt am Ende eines Pressenrohres 40, das den erwähnten Fettvorrat aufnimmt, entweder unmittelbar im Pressenrohr oder in einer in dieses Pressenrohr eingeschobenen Nachfüllkartusche. Ein Handhebel 42 ist durch einen Lenker 44 mit dem Pressenkopf 10 verbunden, und das in 1 bis 3 nicht dargestellte Ende der Pleuelstange 30 ist ebenfalls gelenkig mit dem Handhebel 42 verbunden und zwar in einer solchen Position, dass durch Schwenken des Handhebels eine Betätigungskraft auf die Pleuelstange ausgeübt werden kann.
