-
Die Erfindung betrifft eine Pressvorrichtung, bei der ein Presskopf der Pressvorrichtung durch zwei unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse mit zwei sich unterscheidenden Geschwindigkeiten und Vorschubkräften bewegbar ist.
-
Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Ausführungsformen von Pressvorrichtungen bekannt. Diese dienen meist dazu, ein erstes Bauteil durch eine über den Presskopf übertragene Presskraft in ein zweites Bauteil zu pressen und so miteinander zu fügen oder ein erstes Bauteil aus einem zweiten Bauteil heraus zu pressen und so voneinander zu trennen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Pressvorrichtungen sind zumeist entweder elektrisch oder von Hand angetrieben.
-
Elektrisch angetriebene Pressvorrichtungen weisen zwar teilweise verschiedene Vorschubgeschwindigkeiten auf, jedoch wird zum Betrieb einer solchen Pressvorrichtung immer eine Stromversorgung benötigt. Hinzukommt, dass derartige elektrische Pressvorrichtungen in der Anschaffung sehr teuer sind und der Betrieb zumeist abgesichert durch eine Zweihandschaltung erfolgen muss, um eine Verletzungsgefahr der Bedienperson auszuschließen. Ferner weisen insbesondere elektrische Pressvorrichtungen durch die verbauten elektrischen Komponenten und den damit verbundenen Antriebsstrang einen hohen Platzbedarf auf.
-
Die im Stand der Technik bekannten und von Hand angetriebenen Pressvorrichtungen haben zumeist nur ein Übersetzungsverhältnis mit dem die Bewegung ihres Hebels zu einer Bewegung ihres Presskopfs übersetzt wird. Der Presskopf muss dadurch über die gesamte Strecke mit dem einen Übersetzungsverhältnis bewegt werden, sodass weit mehr als eine vollständige Umdrehung an dem Hebel notwendig ist, um mit dem Presskopf einen Pressvorgang durchzuführen. Zwar sind im Stand der Technik Pressvorrichtungen bekannt, bei denen vom Hebel zum Presskopf ein höheres Übersetzungsverhältnis als 1:1 vorliegt, wodurch der Presskopf schneller bewegbar ist, jedoch wird dadurch die Presskraft beim Pressvorgang reduziert, sodass für den Pressvorgang am Hebel eine deutlich erhöhte Kraft aufgebracht werden muss, was zu einer Überlastung der Mechanik führen kann. Folglich weisen die im Stand der Technik bekannten und von Hand angetriebenen Pressvorrichtungen entweder eine hohe Vorschubgeschwindigkeit auf, wodurch theoretisch höhere Taktzeiten realisierbar sind, oder hohe Presskräfte, wodurch ein ergonomisch günstigeres Arbeiten an der Pressvorrichtung ermöglicht wird, jedoch nicht beides. Hinzukommt, dass durch den am Hebel notwendigen Drehwinkel zum Bewegen des Presskopfes, der Hebel und eine Hand der Bedienperson, die sich an dem Hebel befindet, immer wieder parallel zu einem Arbeitsbereich der Pressvorrichtung oder in den Arbeitsbereich gebracht werden. Dadurch erhöht sich eine Verletzungsgefahr für die Bedienperson deutlich. Ein weiteres Problem besteht darin, dass der Hebel durch die langen Strecken, die er zurücklegen muss, in seinem Bewegungsbereich bzw. Arbeitsbereich mit großen Bearbeitungswerkstücken kollidieren kann.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und eine Pressvorrichtung bereitzustellen, die bei einem Antrieb von Hand sowohl eine hohe Vorschubgeschwindigkeit als auch eine hohe Presskraft aufweist.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Schutzanspruch 1 gelöst.
-
Erfindungsgemäß wird eine Pressvorrichtung vorgeschlagen, die einen Presskopf und eine Betätigungseinrichtung zum Verschieben des Presskopfes entlang einer Strecke aufweist. Die Strecke stellt einen Verschiebeweg dar, entlang derer der Presskopf von einer Ausgangsstellung zu einem Arbeitsbereich hin bewegbar ist. Die Betätigungseinrichtung umfasst ein Getriebe, das ein erstes Übersetzungsverhältnis und ein zweites Übersetzungsverhältnis aufweist. Mit dem ersten Übersetzungsverhältnis ist der Presskopf mit einer ersten Geschwindigkeit und einer ersten Vorschubkraft entlang eines ersten Abschnitts der Strecke verschiebbar und mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis ist der Presskopf mit einer zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten Vorschubkraft entlang einer sich an den ersten Abschnitt anschließenden zweiten Abschnitt der Strecke verschiebbar. Der erste Abschnitt erstreckt sich dabei von der Ausgangsstellung des Presskopfes zu dem Arbeitsbereich und der zweite Abschnitt erstreckt sich im Arbeitsbereich. Die erste Geschwindigkeit ist größer als die zweite Geschwindigkeit und die zweite Vorschubkraft ist größer als die erste Vorschubkraft.
-
Die Bewegung oder Verschiebung des Presskopfes über den ersten Abschnitt der Strecke stellt somit einen Eil- oder Schnellhub mit hoher Geschwindigkeit und geringer Kraft und die Bewegung oder Verschiebung des Presskopfes über den zweiten Abschnitt einen Krafthub mit geringerer Geschwindigkeit als im ersten Abschnitt und höherer Kraft als im ersten Abschnitt dar. Zugleich wird durch das erste und zweite Übersetzungsverhältnis erreicht, dass der Drehwinkel an der Eingangs- bzw. Antriebsseite des Getriebes zum Zurücklegen einer Teilstrecke im ersten Abschnitt der Strecke geringer ist als der Drehwinkel an der Eingangs- bzw. Antriebsseite des Getriebes zum Zurücklegen einer Teilstrecker im zweiten Abschnitt der Strecke mit der gleichen Länge wie die Teilstrecke im ersten Abschnitt, sodass sich insgesamt ein geringerer Gesamtdrehwinkel an der Eingangs- bzw. Antriebsseite des Getriebes mit zwei Übersetzungsverhältnissen ergibt, als ein Gesamtdrehwinkel an einer Pressvorrichtung mit nur einem Übersetzungsverhältnis.
-
Durch den Presskopf ist eine Presskraft auf die Bauteile aufbringbar, die bei dem Pressvorgang mit der Pressvorrichtung gefügt oder getrennt werden sollen.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Pressvorrichtung ein sich in eine vertikale Richtung erstreckendes Gestell, eine Arbeitsplatte, eine Lagervorrichtung und eine Zahnstange umfasst. Die Arbeitsplatte ist an einem in vertikaler Richtung unteren Abschnitt des Gestells und die Lagervorrichtung ist an einem in vertikaler Richtung oberen Abschnitt des Gestells mit dem Gestell verbunden, wobei die Ausgangstellung des Presskopfes an der Lagervorrichtung angeordnet ist und der Arbeitsbereich an die Arbeitsplatte angrenzt. Der Presskopf ist an einer zu der Arbeitsplatte weisenden Seite der Zahnstange ausgebildet oder an ihr befestigt. Die Zahnstange ist mit dem Presskopf über die Strecke in vertikaler Richtung verschieblich in der Lagervorrichtung gelagert. Alternativ zu einer Zahnstange kann die Pressvorrichtung auch eine Spindelstange aufweisen, welche durch die Betätigungseinrichtung antreibbar und durch die der Presskopf verschiebbar ist. Der Presskopf bzw. die Zahnstange ist in einem Vorhub entlang der Strecke zu der Arbeitsplatte hin und in einem Rückhub entlang der Strecke von der Arbeitsplatte weg verschieblich. Die Betätigungseinrichtung ist mit der Lagervorrichtung verbunden. Ferner ist die Betätigungseinrichtung mit der Zahnstange eine Rotationsbewegung an einer Antriebsseite der Betätigungseinrichtung in eine Linearbewegung der Zahnstange umwandelnd wirkverbunden. Der Presskopf ist im Vorhub über den ersten Abschnitt der Strecke mit der ersten Geschwindigkeit und der ersten Vorschubkraft verschiebbar und im Vorhub über den zweiten Abschnitt der Strecke mit der zweiten Geschwindigkeit und der zweiten Vorschubkraft verschiebbar.
-
Der Presskopf ist bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung im Rückhub zumindest über den ersten Abschnitt der Strecke mit der ersten Geschwindigkeit und einer Rückschubkraft verschiebbar, sodass auch der Rückhub schnell durchführbar ist.
-
Die Zahnstange ist vorzugsweise als Pinole ausgebildet, in der eine Rückhubfeder angeordnet ist, welche beim Vorhub gestaucht wird und sobald keine Rotationsbewegung an der Antriebsseite der Betätigungseinrichtung mehr anliegt sich wieder dehnt, die Pinole in vertikaler Richtung nach oben verschiebt und so den Antrieb oder zumindest einen Teil der Rückschubkraft für den Rückhub bereitstellt.
-
Eine vorteilhafte Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung sieht zudem vor, dass die Betätigungseinrichtung eine Umschaltvorrichtung zur Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Übersetzungsverhältnis umfasst. Die Umschaltvorrichtung ist ausgebildet, beim Erreichen des ersten Abschnitts mit dem Presskopf in das erste Übersetzungsverhältnis und beim Erreichen des zweiten Abschnitts mit dem Presskopf in das zweite Übersetzungsverhältnis umzuschalten, sodass der Antrieb bzw. die Verschiebung des Presskopfs über die Betätigungseinrichtung im ersten Abschnitt mit dem ersten Übersetzungsverhältnis und im zweiten Abschnitt mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis stattfindet.
-
Die Umschaltvorrichtung ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung mechanisch, wobei die Umschaltung ausgelöst durch das Erreichen des Presskopfes des zweiten Abschnitts mechanisch erfolgt. Ferner ist auch die Steuerung des Umschaltvorgangs mechanisch. Durch die mechanische Umschaltung und die mechanische Steuerung ist keine elektrische Energie für das Umschalten erforderlich.
-
Die Umschaltvorrichtung ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung eine Überlastkupplung, die eine Feder, ein Sperrelement und ein Flansch umfasst. Der Flansch ist an einer Abtriebsseite des Getriebes an einem Getriebegehäuse des Getriebes fixiert und weist eine Ausnehmung auf, in welche das Sperrelement durch eine Federkraft der Feder betätigt eingreift. Die Überlastkupplung sperrt bei einer Bewegung bzw. Verschiebung des Presskopfes im ersten Abschnitt der Strecke durch das Eingreifen des Sperrelements in die Ausnehmung eine Rotation des Getriebegehäuses des Getriebes, sodass die Rotationsbewegung an der Antriebs- bzw. Eingangsseite des Getriebes über ein Getriebeinneres des Getriebes bzw. über die in dem Getriebegehäuse angeordneten Zahnräder mit dem ersten Übersetzungsverhältnis auf die Abtriebsseite übersetzt wird. Beim Anliegen einer vorbestimmten und durch die Rotationsbewegung an der Antriebsseite des Getriebegehäuses verursachten Auslösekraft wird die Rotation des Getriebegehäuses bei der Bewegung bzw. Verschiebung des Presskopfes im zweiten Abschnitt freigegeben, indem das Getriebegehäuse mit dem daran befestigten Flansch bzw. der Flansch gegenüber dem Sperrelement rotiert wird. Das Sperrelement wird durch die Rotation des Flansches gegen eine Federkraft der Feder aus der Ausnehmung herausgerückt und rastet aus der Ausnehmung aus, sodass das Getriebegehäuse gegenüber dem Sperrelement und der Lagervorrichtung rotierbar ist. Die Rotationsbewegung an der Antriebs- bzw. Eingangsseite wird nicht mehr über die Zahnräder in dem Getriebeinnenraum auf die Abtriebsseite übersetzt, sondern über das Getriebegehäuse mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis auf die Abtriebsseite übersetzt.
-
Das erste Übersetzungsverhältnis ist vorzugsweise ein Übersetzungsverhältnis von 7 zu 1, sodass eine geringe Rotation an der Antriebs- bzw. Eingangsseite des Getriebes in eine 7-fach größere Rotation an der Abtriebs- bzw. Ausgangsseite des Getriebes umgewandelt wird, und das zweite Übersetzungsverhältnis ein Übersetzungsverhältnis von 1 zu 1. Das Getriebe ist vorzugsweise ein Planetengetriebe.
-
An der Antriebsseite des Getriebegehäuses ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung ein Krafteinleitelement an dem Getriebegehäuse fixiert, welches von der Betätigungseinrichtung aufgewiesen wird. Das Krafteinleitelement steht gegenüber dem Getriebegehäuse hervor und ist vorzugsweise als Zapfen oder Stift ausgebildet. Über das Krafteinleitelement wird eine Antriebs- oder Eingangswelle des Getriebes gegenüber dem Getriebegehäuse gesperrt, sodass eine Rotation auf der Antriebs- bzw. Eingangsseite des Getriebes nicht zu einer Rotation der Eingangswelle, sondern zu einer Rotation des gesamten Getriebes mit Getriebegehäuse führt. Dadurch wird die Rotation auf den ausgangsseitigen Flansch übertragen, sodass der Flansch gegenüber dem Sperrelement bewegt wird. Über das Krafteinleitelement bzw. die Sperrung der Antriebswelle ist die Auslösekraft auf das Getriebegehäuse und den Flansch aufbringbar, durch die der Flansch gegenüber dem Sperrelement bewegt und das Sperrelement aus der Ausnehmung herausgedrückt wird.
-
Durch die Position des Krafteinleitelements an der Antriebsseite des Getriebegehäuses ist die Strecke in den ersten und zweiten Abschnitt teilbar, sodass die Längen der Abschnitte vorbestimmt sind. Das Krafteinleitelement kann in seiner Position an dem Getriebegehäuse auch variabel ausgebildet sein, sodass beispielsweise durch ein Versetzen des Krafteinleitelements zumindest die Länge des ersten Abschnitts anpassbar ist. Beispielsweise kann das Krafteinleitelement in einer zumindest abschnittsweise um die Antriebswelle verlaufenden und ringförmigen Nut verschiebbar sein und an einer gewünschten Position in der Nut verklemmt werden, sodass die Position des Krafteinleitelements festgelegt ist.
-
Der Flansch weist bei einer vorteilhaften Weiterbildung zumindest eine Rastnocke auf. Die Rastnocke wird jeweils durch ein Federelement in Richtung einer Abtriebswelle des Getriebes auf der Abtriebsseite des Getriebes bzw. in Richtung einer um die Abtriebswelle angeordneten und mit ihr vorzugsweise durch eine Klemmung verbundenen Manschette gepresst. Die über das Getriebegehäuse übertragene Rotationsbewegung wird durch die Rastnocken von der Antriebsseite des Getriebes über das Getriebegehäuse und den Flansch unmittelbar auf die Abtriebswelle des Getriebes übertragen. Die Rastnocke ist vorzugsweise an einer Seite drehbar an dem Flansch befestigt und wird von dem Federelement in Richtung der Abtriebswelle gedrückt, die mit einer Manschette ummantelt ist, sodass die Rastnocke an der Manschette anliegen kann.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Getriebe ferner eine Manschette auf, die um die Abtriebswelle angeordnet ist. Ferner weist die Rastnocke einen Rastvorsprung und die Manschette zumindest eine Rastausnehmung auf. Die Rastausnehmung bildet jeweils auf einer Seite in eine Umfangsrichtung der Abtriebswelle eine Rastfläche aus. Die Rastnocke liegt mit dem Rastvorsprung bei der über das Getriebegehäuse übertragenen Rotationsbewegung, also dem zweiten Übersetzungsverhältnis, an der Rastfläche an.
-
Die Betätigungseinrichtung umfasst bei einer weiteren Ausbildungsvariante der Erfindung eine Montageplatte und ein Gehäuse. In dem Gehäuse ist das Getriebe zumindest mit einem Radiallager gelagert, wobei vorzugsweise die Antriebsseite des Getriebes mit dem Radiallager gelagert ist und die Abtriebsseite des Getriebes über die Manschette auf einem Lager in der Lagervorrichtung abgestützt bzw. gelagert ist. Das Gehäuse ist an der Montageplatte und die Montageplatte ist an der Lagervorrichtung befestigt. An der Montageplatte ist für jede Rastnocke ein Rastnockensperrelement angeordnet. Das Rastnockensperrelement ist vorzugsweise eine Rolle bzw. Hülse auf einem Zylinderstift, die um den Zylinderstift drehbar ist, wobei der Zylinderstift an der Montageplatte fixiert ist. Das Rastnockensperrelement weist in Richtung des Flansches und sperrt bei der Verschiebung des Presskopfes entlang des ersten Abschnitts jeweils eine Rastnocke, sodass die Rastnocke nicht an der Manschette anliegt und nicht in die Rastausnehmung eingreifen kann. Insbesondere im ersten Abschnitt und/oder beim Rückhub kann die Manschette bzw. die Abtriebswelle dadurch schneller rotieren als das Getriebegehäuse.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung sieht zudem vor, dass die Pressvorrichtung einen Arbeitszylinder, der vorzugsweise doppeltwirkend ist, mit einer Kolbenstange und einem Zylinder umfasst. Der Arbeitszylinder ist parallel zu der Strecke angeordnet, entlang derer der Presskopf verschieblich ist. Der Arbeitszylinder ist mit der Lagervorrichtung und der Zahnstange verbunden, sodass eine Bewegung der Kolbenstange in oder aus dem Zylinder den Vorhub oder den Rückhub der Zahnstange durch Aufbringen einer zu dem Vorschub oder Rückschub beitragenden Zylinderkraft unterstützt. Der Rückhub kann auch alleinig von dem Arbeitszylinder getätigt werden. Alternativ können auch zwei einfachwirkende Arbeitszylinder vorgesehen sein. Zur Steuerung des Arbeitszylinders umfasst die Pressvorrichtung bei einer vorteilhaften Weiterbildung zudem ein Steuerventil, das von einem Betätigungselement betätigbar ist.
-
Die Betätigungseinrichtung weist an ihrer Antriebsseite eine Antriebswelle auf, die durch die Rotationsbewegung rotiert wird. Die Rotationsbewegung, die zu der Verschiebung bzw. Bewegung des Presskopfes über die gesamte Strecke führt, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kleiner als 180° um die Antriebswelle.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung umfasst die Pressvorrichtung einen Handhebel an der Antriebsseite der Betätigungseinrichtung, der mit der Antriebswelle verbunden ist und durch den die Antriebswelle rotierbar ist. Die Rotationsbewegung auf das Getriebe ist durch den Handhebel mittels Muskelkraft einer Bedienperson in die Betätigungseinrichtung einbringbar. Eine von der Antriebswelle abgewandte Seite des Handhebels beschreibt bei der Rotationsbewegung eine Bewegungskurve, welche in vertikaler Richtung von der Arbeitsplatte bzw. dem Arbeitsbereich beabstandet ist, sodass der Handhebel sich nicht in den Arbeitsbereich hinein bewegt.
-
Der Handhebel weist bei einer vorteilhaften Ausbildungsvariante an seiner zu der Antriebswelle weisenden Seite eine Koppelbuchse auf. Die Koppelbuchse ist vorzugsweise eine Gummimetallbuchse und ist aus einer außenliegenden ersten Metallbuchse, einer innenliegenden zweiten Metallbuchse und einer dazwischenliegenden Elastomerschicht bzw. Elastomerbuchse aufgebaut. Der Handhebel ist über einen Mitnehmerstift und die Koppelbuchse mit der Antriebswelle verbunden. Die Koppelbuchse sieht ferner vorzugsweise Mitnehmerstiftaufnahmen vor, in die der Mitnehmerstift eingreifen kann. In einem montierten Zustand des Handhebels an der Antriebswelle liegt die innenliegende zweite Metallbuchse mit ihrer Innenfläche an der Antriebswelle an und der Mitnehmerstift erstreckt sich durch die Mitnehmerstiftaufnahmen und durch die Antriebswelle, welche eine Nut oder einen Kanal für den Mitnehmerstift ausbildet. Die Außenfläche der außenliegenden ersten Metallbuchse ist mit dem Handhebel verbunden. Die auf den Handhebel aufgebrachte Muskelkraft und die dadurch hervorgerufene Rotationsbewegung werden über die Koppelbuchse und den Mitnehmerstift auf die Antriebswelle übertragen. Die Koppelbuchse ist als Überlastelement ausgebildet, welches Kräfte nur bis zu einer vorbestimmten Maximalkraft überträgt, sodass das Getriebe nicht überlastet werden kann. Ist beispielsweise die Ausrastposition des Sperrelements nicht genau eingestellt oder verschlissen, kann der Handhebel nach dem Ausrasten des Sperrelements aus der Ausnehmung des Flansches einen zu geringen Abstand zum Krafteinleitelement aufweisen, wodurch das Getriebe ohne die Koppelbuchse und das Überlastelement zerstört werden würde, weil dadurch eine unzulässig hohe Kraft auf das Getriebe wirken würde. Durch das Koppelelement und insbesondere die Elastomerbuchse wird die Kraft jedoch nur bis zu der Maximalkraft übertragen. Alternativ oder zusätzlich kann der Mitnehmerstift auch ausgebildet sein, bei Erreichen oder bei Überschreitung der Maximalkraft abgeschert zu werden.
-
Eine erste Länge des ersten Abschnitts der Strecke und eine zweite Länge des zweiten Abschnitts der Strecke sind bei einer vorteilhaften Ausbildungsform vorbestimmt, sodass vom Bedienpersonal die Abschnitte vor einem Pressvorgang nicht eingestellt werden müssen.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht zudem vor, dass die Arbeitsplatte und/oder die Lagervorrichtung über eine Führung an dem Gestell befestigt sind/ist und mit der Führung in vertikaler Richtung entlang des Gestells bewegbar sind/ist.
-
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine Pressvorrichtung;
- 2 einen Teil einer Betätigungseinrichtung im Schnitt;
- 3 einen Teil einer Betätigungseinrichtung in einer Explosivdarstellung;
- 4 einen Teil der Überlastkupplung;
- 5 einen Handhebel;
- 6 einen Handhebel im Schnitt.
-
Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
-
In 1 ist die Pressvorrichtung 1 gezeigt. Das Gestell 4 erstreckt sich in vertikaler Richtung, wobei an dem unteren Abschnitt die Arbeitsplatte 5 integral mit dem Gestell 4 ausgebildet ist. An seinem oberen Abschnitt weist das Gestell 4 eine Führung 41 auf, entlang der eine Lagervorrichtung 6 verschieblich geführt ist. Die Lagervorrichtung 6 ist durch Klemmelemente mit dem Gestell 4 verbunden, sodass der Abstand der Lagervorrichtung 6 zu der Arbeitsplatte 5 durch die Führung 41 und die Klemmelemente einstellbar ist. In vertikaler Richtung erstrecken sich durch die Lagervorrichtung 6 die Zahnstange 7 und eine Führungsstange 12, die parallel zueinander verlaufen und durch die Lagervorrichtung 7 in vertikaler Richtung geführt werden. An der in vertikaler Richtung unteren Seite der Zahnstange 7 ist ein Presskopf 2 angeordnet. An einer Seite in horizontaler Richtung ist an der Lagervorrichtung 6 die Betätigungseinrichtung 3 fixiert. Die Betätigungseinrichtung 3 umfasst eine Montageplatte 31, welche mittels Schrauben an der Lagervorrichtung 7 verschraubt und fixiert ist. An der Montageplatte 31 ist das Gehäuse 32 der Betätigungseinrichtung 3 und ein Sperrelementgehäuse 332 der Überlastkupplung 33 fixiert. An der Eingangs- oder Antriebsseite der Betätigungseinrichtung 3 ist an der Antriebswelle 347, welche sich über das Gehäuse 32 hinaus erstreckt, der Handhebel 11 fixiert. Durch den Handhebel 11 ist das Steuerventil 10 steuerbar. Ferner ist der Handhebel 11 mit einer Rotationsbewegung des Handhebels 11 um eine Mittelachse der Antriebswelle 347 rotierbar, wobei der Handhebel 11 an der Antriebswelle 347 befestigt ist, sodass die Rotationsbewegung über die Antriebswelle 347 auf bzw. in die Betätigungseinrichtung 3 übertragbar ist. Durch das Steuerventil 10 kann der Arbeitszylinder 9 gesteuert werden. Der Arbeitszylinder 9 ist parallel zu der Zahnstange 7 angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Zylinder 91 über ein Zwischenglied mit der Zahnstange 7 und der Führungsstange 12 verbunden. Die Kolbenstange wird in der Ansicht der 1 von der Zahnstange 7 verdeckt und ist an ihrer von dem Zylinder 91 abgewandten Seite an der Lagervorrichtung 6 fixiert. Durch ein von dem Steuerventil 10 gesteuertes Ausfahren der Kolbenstange aus dem Zylinder 91 wird die Zahnstange 7 in vertikaler Richtung nach oben verschoben, sodass der Presskopf 2 auf seine Ausgangsposition an der Lagervorrichtung 6 bewegt wird.
-
2 zeigt einen Teil der Betätigungseinrichtung 3 im Schnitt. In dem Gehäuse 32 ist das Getriebe 34 auf der Eingangsseite durch ein Radiallager 36 gelagert, wobei es auf der Abtriebsseite durch ein Lager an der Lagervorrichtung gelagert ist. Auf der Eingangs- oder Antriebsseite erstreckt sich die Antriebswelle 347 aus dem nicht dargestellten Getriebeinneren über das Gehäuse 32 hinaus. Das Getriebegehäuse 341 ist durch das Radiallager 36 gegenüber dem Gehäuse 32 gelagert. Auf der Abtriebsseite des Getriebes 34 ist eine Manschette 344 um die Ausgangs- bzw. Abtriebswelle 343 des Getriebes 34 angeordnet. Die Manschette 344 dient der Verbindung der Abtriebswelle 343 des Getriebes 34 mit einer weiteren Welle mit einem Zahnrad zum Antrieb bzw. zum Verschieben der Zahnstange 7 in die vertikale Richtung. An der Abtriebsseite des Getriebegehäuses 341 ist ein Flansch 35 mit dem Getriebegehäuse 341 durch Schrauben verbunden. Die durch das Getriebe 34 verlaufenden Pfeile in 2 stellen den möglichen Kraftfluss bzw. die Übersetzungen dar. Zur Bewegung des Presskopfes 2 über den ersten Abschnitt der Strecke entlang der vertikalen Richtung wird eine Rotation über die Antriebswelle 347 in das Getriebe 34 eingeleitet, welches die Rotationbewegung über das Getriebeinnere in eine höhere Rotationsbewegung umsetzt, was durch den mit A bezeichneten Pfeil angedeutet wird. Erreicht der Presskopf 2 den zweiten Abschnitt stößt ein Mitnehmer 8 an dem Krafteinleitelement 342 an, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ein Stift ausgebildet ist, der an der Eingangs- bzw. Antriebsseite des Getriebegehäuses 341 in ein Loch eingesteckt und dadurch fixiert ist. Durch das Anstoßen des Mitnehmers 8, der an dem Handhebel 11 angeordnet ist, wird die Rotation der Antriebswelle 347, welche durch die Rotationsbewegung des Handhebels 11 auf die Antriebswelle 347 übertragen wird, gegenüber dem Getriebegehäuse 341 blockiert, sodass eine weitere Bewegung des Handhebels 11 die Überlastkupplung 33 betätigt und das gesamte Getriebe 34 samt dem Getriebegehäuse 341 rotiert wird. Dabei rotiert die Antriebswelle 347 relativ zu der Abtriebswelle 343 nicht, wodurch das Übersetzungsverhältnis entlang des Kraftflusses, der mit dem mit B bezeichneten Pfeil angedeutet ist, 1:1 beträgt.
-
Ein Teil der Betätigungseinrichtung 3 ist in 3 in einer Explosivdarstellung gezeigt. Bei einer Rotation der Antriebswelle 347, bei welcher der Mitnehmer 8 nicht an dem Krafteinleitungselement 342 anliegt, wird das Getriebegehäuse 341 durch das Sperrelement 331 in der Ausnehmung 351 gehalten, sodass das Getriebegehäuse 341 nicht rotiert sondern fixiert ist. Die Rotation der Antriebswelle 347 wird über das Getriebeinnere mit einem vorbestimmten ersten Übersetzungsverhältnis an die Abtriebswelle 343 übertragen. Mit der Abtriebswelle 343 ist durch die Manschette 344 eine nicht gezeigte Übertragungswelle verbunden, durch die die Rotation der Abtriebswelle 343 und der Übertragungswelle mit einem auf der Übertragungswelle angeordneten Zahnrad in eine lineare Bewegung der Zahnstange 7 entlang der vertikalen Richtung umgewandelt wird. Die Abtriebswelle 343 und die Übertragungswelle sind durch eine Klemmkraft an der Manschette 344, die zugleich als Klemmelement ausgebildet ist, miteinander verbunden.
-
An der Montageplatte 31 ist für jede Rastnocke 352 ein Rastnockensperrelement angeordnet. Befindet sich das Getriebe 34 mit dem Flansch 35 in seiner Stellung, in der es von dem Sperrelement 331 fixiert wird, sind die Rastnockensperrelemente zwischen den Rastnocken 352 und der Manschette 344 angeordnet, sodass die Rastnocken 355 von den Federelementen 353 gegen die Rastnockensperrelemente gepresst werden und nicht an der Manschette 344 anliegen. Wird die Überlastkupplung 33 ausgelöst, sodass das Getriebegehäuse 341 rotieren kann, rotiert der Flansch 35 gegenüber der Rastnockensperrelemente, sodass die Rastnockensperrelemente nicht mehr zwischen den Rastnocken 352 und der Manschette 344 angeordnet sind. Die Rastnocken 352 gleiten entlang ihrer Gleitfläche 355 an den Rastnockensperrelementen entlang und werden dabei von den Federelementen 353 weiter in Richtung der Manschette 344 gedrückt, bis die Rastnocken 352 an der Manschette 344 anliegen, in die Rastausnehmung 345 eingreifen und mit ihrem Rastvorsprung 354 an der Rastfläche 346 anliegen und die Rotation des Getriebegehäuses 341 und des Flansches 35 auf die Manschette 344 bzw. die Abtriebswelle 343 übertragen, wodurch sich die Zahnstange 7 im zweiten Abschnitt der Strecke mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis verschiebt.
-
Durch die Bewegung der Zahnstange 7, wird die Kolbenstange des Arbeitszylinders 9 beim Vorhub in den Zylinder 91 verschoben. Beim Rückhub bzw. der Bewegung des Presskopfes von einer unteren Stellung zu seiner Ausgangsstellung erfolgt der Antrieb im zweiten Abschnitt durch eine Rotationsbewegung des Handhebels 11, bis das Sperrelement 331 wieder in der Ausnehmung 351 des Flansches 35 eingerastet ist, danach im ersten Abschnitt durch die Linearbewegung der Kolbenstange des Arbeitszylinders 9 aus dem Zylinder 91. Durch die Bewegung der Kolbenstange aus dem Zylinder 91 wird die Zahnstange 7 nach oben gezogen, wodurch die lineare Bewegung der Zahnstange 7 über an ihr ausgebildete Zähne in eine Rotation des Zahnrads der Übertragungswelle und der Übertragungswelle umgewandelt wird, welche über die Manschette 344 auf das Getriebe 34 wirkt. Im ersten Abschnitt liegen die Rastnocken 352 noch an der Manschette 344 an, sodass die Rotation der Manschette 344 beim Rückhub zunächst auf die Rastnocken 352 übertragen wird, wodurch der Flansch 35 und das Getriebe 34 rotiert werden, wobei die Rotation im Rückhub entgegen der Rotation im Vorhub gerichtet ist. Durch die Rotation im Rückhub werden die Rastnocken 352 an dem Flansch 35 zu den Rastnockensperrelementen rotiert, sodass sich die Rastnockensperrelemente zwischen die Rastnocken 352 und die Manschette 344 schiebt. Die Rastnocken 352 gleiten mit ihrer Gleitfläche 355 an den Rastnockensperrelementen entlang und werden aus der Rastausnehmung 345 gehoben, wobei die Rastnocken 352 vollständig aus der Rastausnehmung 345 gehoben sind und mit dem jeweiligen Rastvorsprung 354 nicht mehr an der Rastfläche 346 anliegen, wenn der Flansch durch die Rotation beim Rückhub wieder in seine Stellung gebracht ist, in der er von dem Sperrelement 331 fixiert wird. Sobald das Sperrelement 331 im Rückhub den Flansch 35 fixiert, wird die Rotationsbewegung der Manschette 344 über das Getriebeinnere mit dem ersten Übersetzungsverhältnis auf die Antriebswelle 347 übertragen, bis sich der Presskopf wieder in seiner Ausgangsstellung befindet. Dadurch wurden die Rotationen und Bewegungen des Vorhubs vollständig rückgängig gemacht, sodass ein erneuter Vorhub erfolgen kann.
-
4 zeigt den Teil der Überlastkupplung 33 mit dem Sperrelement 331 und dem Sperrelementgehäuse 332. Das Sperrelement 331 ist als Rolle ausgebildet, welche drehbar an einem Stift befestigt ist. Der Stift ist in dem Sperrelementgehäuse zu dem Flansch 35 in Radialrichtung verschieblich gelagert. In dem Sperrelementgehäuse 332 ist parallel zu dem Stift eine Federangeordnet, welche das Sperrelement 331 über den Stift in die Ausnehmung 351 hineinpresst und somit auch die Auslösekraft des Flansches 35 bestimmt.
-
Wie in den 5 und 6 gezeigt, ist der Handhebel 11 zugleich als Betätigungselementfür das Steuerventil 10 ausgebildet. Der Handhebel 11 umfasst dazu eine Stange 111 um die eine Hülse 112 angeordnet ist. An einer von der Antriebswelle 347 abgewandten Seite der Stange 111 ist eine Spiralfeder 113 an der Stange 111 und unter einem an der Hülse 112 fixierten Bedienteil 114 angeordnet. Bei einem Druck auf das Bedienteil 114 in Richtung der Antriebswelle 347 wird das Bedienteil 114 mit der damit verbundenen Hülse 112 gegen die Federkraft zu der Antriebswelle 347 verschoben, wobei die Verschiebung von der Stange 111 geführt wird. An einem Abschnitt des Handhebels 11 an der Stange 111 und an einer zu der Antriebswelle 347 weisenden Kante der Hülse 112 ist ein Rollenhebel 115 angeordnet. Der Rollenhebel 115 betätigt das Steuerventil 10. Wird die Hülse 112 in Richtung der Antriebswelle 347 verschoben, wird der Rollenhebel 115 auf die Hülse 112 gedrückt, sodass das Steuerventil 10 betätigt wird. Durch die Betätigung des Steuerventils 10 wird der Arbeitszylinder 9 gesteuert, sodass mit dem Handhebel 11 eine Rotationsbewegung für den Vorhub in die Pressvorrichtung 1 einbringbar ist und zugleich der Arbeitszylinder 9 steuerbar ist. An der im montierten Zustand des Handhebels 11 zu der Antriebswelle 347 weisenden Seite des Handhebels 11 weist der Handhebel 11 einen Klemmring auf, mit dem die Koppelbuchse 116 durch Klemmung kraftschlüssig mit dem Handhebel 11 verbunden ist. Die Koppelbuchse 116 ist aus einer außenliegenden ersten Metallbuchse, einer innenliegenden zweiten Metallbuchse und einer dazwischenliegenden Elastomerschicht bzw. Elastomerbuchse aufgebaut, wobei die Metallbuchsen aus Stahl sind. Die innenliegende zweite Metallbuchse weist zwei Mitnehmerstiftaufnahmen 117 auf, welche versetzt zu einer Rotationsachse der Koppelbuchse 116 angeordnet sind, sodass ein durch die Mitnehmerstiftaufnahmen 117 verlaufender Mitnehmerstift gegenüber der Antriebswelle 347 außermittig angeordnet ist. Wie beispielsweise in 3 sichtbar, weist die Antriebswelle 347 für den Mitnehmerstift eine Nut auf, wobei der Mitnehmerstift in Axialrichtung der Antriebswelle 347 durch ein mit einer Schraube gesichertes Abschlusselement gehalten wird. Bei einer Überlast von Handhebel 11 auf das Getriebe 34, also einer zu hohen Kraftübertragung vom Handhebel 11 auf das Getriebe 34, können sich die erste und die zweite Metallbuchse durch die Elastomerbuchse entkoppelt zueinander bewegen, sodass die vom Handhebel 11 auf das Getriebe 34 übertragene Kraft eine vorbestimmte Maximalkraft nicht überschreitet.
-
Bei dem gezeigten Beispiel wird durch einen Druck auf den Handhebel 11 bzw. auf das Bedienteil der Rollenhebel 115 betätigt, wodurch der Arbeitszylinder 9 durch das Steuerventil 10 gesteuert eingefahren wird, sodass der Vorhub unterstützt wird. Beim loslassen des Handhebels 11 bzw. des Bedienteils 114, was zu einem verschieben der Hülse 112 von dem Rollenhebel 115 weg führt, wird der Arbeitszylinder 9 durch das Steuerventil 10 ausgefahren, sodass der Rückhub unterstützt bzw. durch die Kraft des Arbeitszylinders 9 durchgeführt wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Pressvorrichtung
- 2
- Presskopf
- 3
- Betätigungseinrichtung
- 4
- Gestell
- 5
- Arbeitsplatte
- 6
- Lagervorrichtung
- 7
- Zahnstange
- 8
- Mitnehmer
- 9
- Arbeitszylinder
- 10
- Steuerventil
- 11
- Handhebel
- 12
- Führungsstange
- 31
- Montageplatte
- 32
- Gehäuse
- 33
- Überlastkupplung
- 34
- Getriebe
- 35
- Flansch
- 36
- Radiallager
- 41
- Führung
- 91
- Zylinder
- 111
- Stange
- 112
- Hülse
- 113
- Spiralfeder
- 114
- Bedienteil
- 115
- Rollenhebel
- 116
- Koppelbuchse
- 117
- Mitnehmerstiftaufnahme
- 331
- Sperrelement
- 332
- Sperrelementgehäuse
- 341
- Getriebegehäuse
- 342
- Krafteinleitelement
- 343
- Abtriebswelle
- 344
- Manschette
- 345
- Rastausnehmung
- 346
- Rastfläche
- 347
- Antriebswelle
- 351
- Ausnehmung
- 352
- Rastnocke
- 353
- Federelement
- 354
- Rastvorsprung
- 355
- Gleitfläche
