DE4314062C2 - Handbetätigbare Presse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine handbetätigbare Presse gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige handbetätigbare Pressen, die vorwiegend in der Akkordarbeit angewendet werden, erfordern einen Kraftauf­ wand, der zum Ende des Abwärtshubes hin zunimmt. Die Bedie­ nungspersonen neigen daher dazu, den Arbeits- bzw. Preßhub nur unvollständig durchzuführen und den Entspannungshub (Rückhub) bereits vor Erreichen des vorgesehenen unteren Totpunktes des Pressenstößels einzuleiten. Dies führt in­ folge des nicht exakt, abgeschlossenen Arbeitsvorgangs zu Ausschuß oder zumindest zu minderwertiger Qualität der gepreßten Gegenstände. Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, derartige Pressen mit einer Rückhubsperre auszu­ rüsten, die die Durchführung des nächsten Preßhubs erst dann erlaubt, wenn der vorangehende Preßhub vollständig ausgeführt ist.

Eine derartige Rückhubsperre ist beispielsweise aus der DE 35 33 003 C2 bekannt. Der Betätigungshebel dieser Kniehe­ belpresse ist mit einer Rückhubsperre verbunden, die die Rückbewegung des Betätigungshebels erst bei Erreichen des Endpunkts der Abwärtsbewegung freigibt. Mit einem bewegli­ chen Teil der Presse ist ein Zugbügel drehbar verbunden, dessen anderes Ende über einen Freilauf mit einem Zahnrad gekoppelt ist. In der Achse des Freilaufs ist ein Zapfen angeordnet, der über das Zahnrad axial vorsteht und in einer Steuerkurve eines an der Presse angebrachten Kurventrägers zwangsgeführt ist. Während der Abwärtsbewegung des Betäti­ gungshebels wälzt das Zahnrad auf einem feststehenden, zweiten Zahnrad ab, wobei eine Rückwärtsbewegung durch den Freilauf verhindert wird. Zu Einleitung des Rückhubs muß deshalb das erste Zahnrad vom zweiten Zahnrad abgehoben werden. Hierzu ist es erforderlich, daß der in der Steuer­ kurve geführte Zapfen in einem ersten Teil der Steuerkurve bis zu einem Umkehrpunkt geführt wird, der dem unteren Totpunkt des Pressenstößels entspricht, um anschließend auf einem zweiten Teil der Steuerkurve zurückgeführt zu werden. Dieser Teil der Steuerkurve ist derart angelegt, daß das erste Zahnrad außer Eingriff mit dem zweiten Zahnrad ge­ langt, so daß die Rückführbewegung und damit der Rückhub der Presse ermöglicht wird.

Obwohl sich Pressen mit einer derartigen Rückhubsperre bewährt und eine weite Verbreitung gefunden haben, so sind sie mit einer Reihe von Nachteilen behaftet.

So ist der erforderliche Platzbedarf für die Rückhubsperre sehr groß, da eine Relativbewegung der beiden Zahnräder über ein größeres Kreisbogensegment hinweg vorgesehen ist. Infol­ ge der Anbringung des Führungszapfens in der Achse des Freilaufs des ersten Zahnrades muß auch der Kurventräger mit der darin angebrachten Steuerkurve entsprechend voluminös ausgelegt werden. Insbesondere bei kleineren handbetätigba­ ren Pressen stellt die Rückhubsperre volumenmäßig einen wesentlichen Bestandteil der Gesamtvorrichtung dar. Auch gestaltet sich die Konstruktion relativ aufwendig. So benö­ tigt diese Rückhubsperre zwei Zahnräder mit jeweils auf ein­ ander abgestimmten Verzahnungen, wobei in die Achse des ersten Zahnrades ein Freilauf zu integrieren ist. Darüber hinaus ist der Kurventräger mit einer relativ komplexen Geometrie zu fertigen, insbesondere trifft dies für die Anbringung der Steuerkurve zu.

Der Erfindung lag deshalb das Problem zugrunde, eine handbe­ tätigbare Presse der eingangs genannten Art derart weiterzu­ entwickeln, daß sie die genannten Nachteile nicht mehr aufweist. Insbesondere sollte die Rückhubsperre in ihrem konstruktiven Aufbau vereinfacht und gleichzeitig eine kompaktere Bauweise realisiert werden.

Gelöst wird dieses Problem mit einer handbetätigbaren Presse gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfin­ dung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.

Die Erfindung basiert auf der Idee, die Rückhubsperre in Form zweier koaxial angeordneter und gegeneinander verdreh­ barer Scheiben zu konzipieren. Die erste Scheibe ist als Lagerscheibe fest an der Presse angebracht und nimmt einen Sperrbolzen radial und axial verschieblich auf. Die zweite Scheibe ist als Kurvenscheibe ausgeführt und mit einer Schwenkachse, z. B. dem Lagerbolzen des Betätigungshebels, verdrehfest gekoppelt. Die Steuerkurve weist nach Art einer Nut vier ineinander übergehende Kurvenabschnitte auf, die zumindest teilweise eine unterschiedliche Nuttiefe besitzen und teilweise absatzartig ineinander übergehen. Der Sperr­ bolzen wird durch das Verschwenken des Betätigungshebels am Nutgrund der Steuerkurve entlang geführt. Absatzartige Übergänge der einzelnen Kurvenabschnitte verhindern bei der Betätigung eine vorzeitige Rückkehr auf einen der bereits durchschrittenen Kurvenabschnitte, so daß der Preßhub bis zum Erreichen des unteren Totpunktes vollständig ausgeführt werden muß, um den Betätigungshebel und damit den Pressen­ stößel in die Ausgangslage zurückführen zu können.

Mit Hilfe dieser Konzeption läßt sich eine Rückhubsperre realisieren, die einen äußerst geringen Platzbedarf auf­ weist. Auch ist sie aus wenigen und zudem einfach herzustel­ lenden Teilen aufgebaut. Die meisten Teile, insbesondere die Lager- und die Kurvenscheibe, sind kostengünstig als Dreh­ teile zu fertigen, an welche lediglich einige Ausnehmungen und Anbauten anzubringen sind. Komplizierte Mechanismen in Form eines Freilaufs oder von Verzahnungen sind vollkommen entbehrlich.

Zudem erfordert die Rückhubsperre in der Praxis vernachläs­ sigbare Betätigungskräfte, da lediglich geringe Reibungs­ kräfte durch die Gleitreibung zwischen dem Sperrbolzen und der Steuerkurve auftreten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen einige der Kurvenabschnitte axial durchgehende, schlitzför­ mige Ausnehmungen auf, so daß der Sperrbolzen im Bedarfs­ falle vom Nutgrund abgehoben und zurückgedrückt werden kann und damit eine Rückhubbewegung auch vor Erreichen des unte­ ren Totpunkts möglich ist. Eine derartige Rückhubmöglichkeit ist vorteilhafterweise bei solchen Anwendungsfällen vorzu­ ziehen, bei denen die untere Totpunktposition des Pressen­ stößels beispielsweise infolge fehlerhafter Teile nicht erreicht werden kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Winkelposition der Kurvenscheibe in Bezug auf den Schwenk­ bolzen des Betätigungshebels einstellbar. Auf diese Weise kann die Rückhubsperre prinzipiell jedem gewünschten Pres­ senhub, d. h. der vorgegebenen und eingestellten unteren Totpunktposition, angepaßt werden. Dies kommt insbesondere bei Zahnstangenpressen zum tragen, die eine weitgehend freizügige Wahl des Pressenhubs und des unteren Totpunkts zulassen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat sich als äußerst ver­ schleißfest erwiesen, da sie nur wenige bewegliche Bauteile besitzt. Auch weist sie bei der Betätigung eine äußerst geringe Geräuschentwicklung auf.

Die Vorrichtung wird nachstehend anhand der schematischen Darstellungen in den Figuren näher erläutert. Hierbei ist zu beachten, daß auf eine vollständige Darstellung des Pressen­ ständers verzichtet wurde. Vielmehr sind lediglich die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile dargestellt, insbesondere die an einem Pressenschieber einer herkömmli­ chen Handhebelpresse angebrachte Rückhubsperre in verschie­ denen Betätigungspositionen des Handhebels.

Generell ist in den Fig. 1 bis 4 die Konfiguration einer Zahnstangenpresse, in den Fig. 5 bis 8 die Konfiguration einer Kniehebelpresse dargestellt. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Zahnstange-Schieberein­ heit, Betätigungshebel in Sperrstellung,

Fig. 2 Schnitt A-A aus Fig. 1,

Fig. 3 Schnitt B-B aus Fig. 2, Betätigungshebel in Grund­ stellung,

Fig. 4 Seitenansicht der Zahnstangen-Schiebereinheit, Betätigungshebel in Rückführstellung,

Fig. 5 Seitenansicht einer Kniehebel-Schiebereinheit, Betätigungshebel im Sperrstellung,

Fig. 6 Schnitt A-A aus Fig. 5,

Fig. 7 Schnitt B-B aus Fig. 6, Betätigungshebel in Grund­ stellung,

Fig. 8 Seitenansicht der Kniehebel-Schiebereinheit, Betäti­ gungshebel in Rückführstellung,

Fig. 9 Ausschnittsvergrößerung der Kurvenscheibe.

An einem hier nicht dargestellten Pressengestell ist eine Schiebereinheit 100 befestigt. Die Schiebereinheit 100 nimmt einen Schwenkbolzen 50 drehbar lagernd auf, welcher je nach Ausführungsform der Presse entweder unmittelbar (Zahnstan­ genpresse) oder mittelbar (Kniehebelpresse) mit einem Betä­ tigungshebel 60 drehfest verbunden ist.

Im Falle der Zahnstangenpresse (Fig. 1 bis Fig. 4) ist am Schwenkbolzen 50 ein Ritzel 59 angebracht, welches mit einer in der Schiebereinheit 100 vertikal geführten Zahnstange 101 kämmt. Durch eine Schwenkbewegung des Betätigungshebels 60 wird deshalb eine Vertikalbewegung der Zahnstange mit dem Pressenstößel 101 be­ wirkt.

Im Falle der Kniehebelpresse (Fig. 5 bis Fig. 8) ist eine Kniehebelmechanik 111 mit dem Schwenkbolzen 50 derart gekop­ pelt, daß in ähnlicher Weise wie im Falle der Zahnstangen­ presse eine Schwenkbewegung des Betätigungshebels 60 zu einer Drehbewegung des Schwenkbolzens 50 führt. Durch die mittelbare oder unmittelbare Kopplung des Schwenkbolzens 50 mit dem Betätigungshebel 60 einerseits und der Zahnstange 101 bzw. der Kniehebelmechanik 111 andererseits korrespon­ diert die aktuelle Winkelposition des Schwenkbolzens 50 jeweils mit einer bestimmten Stellung des Handhebels 60 und damit mit der augenblicklichen Lage eines hier nicht näher dargestellten bzw. lediglich strichpunktiert angedeuteten Pressenstößels. Der Hubbewegung des Pressenstößels zwischen einem oberen und einem unteren Totpunkt entspricht eine Drehbewegung des Schwenkbolzens 50 zwischen zwei Winkelposi­ tionen. Von diesem Zusammenhang wird bei der Konzeption der nachstehend näher beschriebenen Rückhubsperre Gebrauch gemacht.

Eine Lagerscheibe 20 ist an der Pressenschiebereinheit 100 drehfest mit Hilfe von Befestigungsschrauben 29 angebracht. Der Schwenk­ bolzen 50 ist koaxial durch die Lagerscheibe 20 hindurch geführt, und zwar derart, daß die Drehbewegung des Schwenk­ bolzens 50 nicht behindert wird.

Koaxial und im geringen Abstand zur Lagerscheibe 20 ist eine Kurvenscheibe 10 am Schwenkbolzen 50 angebracht, so daß eine Bewegung des Betätigungshebels 60 zu einer Drehbewegung der Kurvenscheibe 10 in Bezug auf die ortsfeste Lagerscheibe 20 führt.

Die Kurvenscheibe 10 weist eine nutförmige Steuerkurve 11 auf, in welcher ein Sperrbolzen 40 zwangsgeführt im Eingriff ist. Der Sperrbolzen 40 ist sowohl radial als auch axial verschieblich in der Lagerscheibe 20 gelagert. Hierzu ist in radialer Anordnung eine Kulissenführung 21 an der Lager­ scheibe 20 vorgesehen. Innerhalb der Kulissenführung 21 ist ein Kulissenstein 30 radial verschieblich gelagert. Eine Feder 39 drückt den Kulissenstein 30 radial nach innen. Der Kulissenstein 30 trägt seinerseits in der Nähe seines radial nach innen gerichteten Endes einen axial verschiebbaren Sperrbolzen 40, der durch eine Feder 49 axial nach außen gegen die benachbart angeordnete Kurvenscheibe 10 gedrückt wird. Durch diese Art der Lagerung wird der Sperrbolzen 40 am Nutgrund der Steuerkurve 11 zur Anlage gebracht. Weiter­ hin wird der Sperrbolzen 40 gegen radiale Flankenabschnitte der Steuerkurve 11 gedrückt und weicht radial nach innen aus, sofern der Verlauf der Steuerkurve 11 dies zuläßt. Demnach wird die Hubbewegung des Pressenstößels bzw. die Schwenkbewegung des Betätigungshebels in eine zwangsgekop­ pelte radiale und axiale Verschiebebewegung des Sperrbolzens umgesetzt, wobei durch die nachstehend näher beschriebene Ausgestaltung des Verlaufs der Steuerkurve 11 sichergestellt ist, daß bestimmte Abschnitte der Steuerkurve 11 lediglich in einer Richtung durchlaufen werden können und somit ein vorzeitiger Rückhub des Pressenstößels vor Erreichen der unteren Totpunktlage verhindert wird.

Der Verlauf der Steuerkurve 11 ist insbesondere in Fig. 9 dargestellt. Die Steuerkurve 11 weist demnach vier Kurvenab­ schnitte 11a, 11b, 11c, 11d auf, die zumindest teilweise unterschiedliche Nuttiefen besitzen und teilweise absatzar­ tig ineinander übergehen. Hierdurch wird bewirkt, daß der Sperrbolzen 40 bestimmte Teilabschnitte lediglich in einer Richtung, nämlich in Richtung des Preßhubs, verlassen kann, nicht jedoch in entgegengesetzter Richtung, die mit dem Rückhub korrespondiert.

Die Steuerkurve 11 weist zunächst einen halbkreisförmigen Freihubabschnitt 11a auf, der eine konstante Nuttiefe be­ sitzt. Der Freihubabschnitt 11a korrespondiert mit dem Freihub des Pressenstößels, d. h. mit dem Hub, der zwischen dem oberen Totpunkt und einer Position definiert ist, die relativ dicht vor dem vorgesehenen Kraftangriffspunkt des Pressenstößels liegt. Dieser Freihubabschnitt 11a kann in beiden Richtungen ungehindert durchlaufen werden.

Hieran schließt sich in Fortsetzung des Kreisbogens ein Rückhubsperrabschnitt 11b an, wobei der Übergang absatzartig ausgebildet ist. Die Nuttiefe im Rückhubsperrabschnitt 11b ist größer als diejenige im Freihubabschnitt 11a. Bei Überschreiten des Absatzes gleitet der Sperrbolzen 40 infolge der Wirkung der Feder 49 in den Rückhubsperrabschnitt 11b hinein. Damit ist die Sperrstellung 1 erreicht, siehe Fig. 9, ein Rück­ übergang in den davorliegenden Freihubabschnitt 11a ist nicht mehr möglich, da der Sperrbolzen 40 am Absatz zur Anlage kommt.

Bei weiterer Abwärtsbewegung des Pressenstößels nähert sich der Sperrbolzen 40 der Freigabestellung 2. Bei Erreichen dieses Punktes wird der Sperrbolzen infolge der radial wirkenden Feder 39 in einen radial verlaufenden Freigabeab­ schnitt 11c der Steuerkurve 11 hineingedrückt und erreicht schließlich die Rückführstellung 3 am Ende des Freigabeab­ schnitts 11c.

Der Freigabeabschnitt 11c besitzt die gleiche Nuttiefe wie der Rückhubsperrabschnitt 11b. Aus der Rückführstellung 3 heraus ist der Sperrbolzen 40 infolge der Federwirkung daran gehindert, ohne Einwirkung von außen in Richtung auf die Freigabestellung 2 zurückzukehren. In der Rückführstellung 3 ist eine weitere Abwärtsbewegung des Pressenstößels nicht mehr möglich, da der Sperrbolzen 40 die Steuerkurve 11 nicht verlassen kann. Die erreichte Winkelstellung der Kurven­ scheibe 10 entspricht daher in diesem Punkt dem unteren Totpunkt des Pressenstößels.

Bei Erreichen der Rückführstellung 3 ist deshalb lediglich eine Drehbewegung in entgegengesetzter Richtung und damit der Rückhub möglich. Der Rückhub des Pressenstößels bewirkt, daß der Sperrbolzen 40 in einen Rückführungsabschnitt 11d der Steuerkurve eintritt und sich der Freihubstellung 4 nähert und schließlich in den Freihubabschnitt 11a zurück­ kehrt. Hierzu ist es allerdings erforderlich, daß die Nut­ tiefe im Rückführungsabschnitt 11d in Bewegungsrichtung abnimmt, so daß der Sperrbolzen 40 auf das niedrigere Niveau des Freihubabschnitts 11a zwangsgeführt angehoben werden kann. Die Nuttiefe im Rückführungsabschnitt 11d nimmt am Übergang zum Freihubabschnitt 11a soweit ab, daß ein weite­ rer Absatz entsteht und der Sperrbolzen 40 bei Erreichen der Freihubstellung 4 nach unten in den Freihubabschnitt 11a hineingleiten kann. Der absatzartige Übergang ist deshalb erforderlich, um sicherzustellen, daß der Sperrbolzen 40 bei einer erneuten Abwärtsbewegung des Pressenstößels in Richtung auf den Rückhubsperrabschnitt 11b geleitet wird und nicht in den Rückführungsabschnitt 11d zurückgleiten kann.

Der durch die Positionen "Sperrstellung 1" - "Freigabestel­ lung 2" - "Rückführstellung 3" - "Freihubstellung 4" defi­ nierte Verlauf der Steuerkurve 11 kann deshalb nur in der vorgegebenen Richtung durchlaufen werden, die es zwangsweise erfordert, den Preßhub bis zum unteren Totpunkt vollständig durchzuführen. In der Freihubstellung 4 besteht die Möglich­ keit, eine Drehbewegung in beide Richtungen einzuleiten und somit gewünschtenfalls zum oberen Totpunkt des Pressen­ stößels zurückzukehren.

Im dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel sind sowohl der Rückhubsperrabschnitt 11b als auch der Freigabe­ abschnitt 11c als axial durchgehende, schlitzförmige Ausneh­ mungen in der Kurvenscheibe 10 ausgebildet. Hierdurch ist der Sperrbolzen 40 von außen her zugänglich und kann bei Bedarf axial nach innen gedrückt werden. Damit ist die Rückhubsperre entriegelbar, so daß für den Fall, daß der Preßhub beispielsweise aufgrund fehlerhafter Teile nicht bis zum Erreichen des unteren Totpunkts ausgeführt werden kann, dennoch ein Rückhub eingeleitet werden kann.

Grundsätzlich ist es ausreichend, lediglich einen relativ schmalen Schlitz in diesem Abschnitt vorzusehen, um mit einem dünnen Gegenstand den Sperrbolzen 40 zurückdrücken zu können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schlitz jedoch über die gesamte Breite der Nut ausgeführt. Dies ermöglicht eine bessere Zugänglichkeit des Sperrbolzens 40. Allerdings ist es in einem derartigen Fall erforderlich, einen internen, hier nicht näher dargestellten Endanschlag für den Sperrbolzen 40 vorzusehen, der dessen Axialverschie­ bung nach außen begrenzt. Der Endanschlag ist so zu wählen, daß der gewünschte Übergang vom Freihubabschnitt 11a in den Rückhubsperrabschnitt 11b sicher vollzogen wird.

Die Kurvenscheibe 10 ist im dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel am Schwenkbolzen 50 klemmend befestigt. Aus diesem Grund ist ein radial verlaufender Schlitz 12 in der Kurvenscheibe 10 angebracht, der dem klemmenden Eingriff einer Klemmschraube 19 erlaubt. Hierdurch ist es auch mög­ lich, die Kurvenscheibe 10 auf den jeweils einzustellenden Pressenhub und damit auf die Position des unteren Totpunkts durch Verdrehen abzustimmen.

Die Totpunktlage der Zahnstangenpresse gemäß Fig. 1 bis Fig. 4 ist durch einen Anschlagbolzen 105 variabel einstellbar. Der Anschlagbolzen 105 ist in der gewünschten Stellung durch eine Fixiermutter 106 festlegbar. Der An­ schlagbolzen 105 wirkt mit einer korrespondierenden An­ schlagfläche 107 zusammen, die an der Schiebereinheit 100 angebracht ist.

Claims (3)

1. Handbetätigbare Presse mit einem um eine Achse schwenk­ baren Betätigungshebel, dessen Abwärtsbewegung dem Preßhub und dessen Rückbewegung dem Entspannungshub (Rückhub) der Presse entspricht und der mit einer Rück­ hubsperre verbunden ist, die die Rückbewegung des Betä­ tigungshebels im Arbeitsbereich des Pressenstößels blockiert und erst dann freigibt, wenn der Pressenstößel seine vorbestimmte untere Totpunktlage erreicht hat, wobei ein bewegbarer gelagerter Sperrbolzen sich bei der Abwärtsbewegung des Pressenstößels in einer in einem Kurventräger angebrachten, nutförmigen Steuerkurve in einem solchen Abschnitt bewegt, der eine Sperre für die Rückbewegung des Sperrbolzens aufweist, während der sperrbolzen am ende dieses Abschnitts in einen eine unbehinderte Rückbewegung zulassenden Abschnitt der Steuerkurve übertritt und darin an den Anfangspunkt zurückgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer fest mit der Presse bzw. dem Pressenkopf verbundenen Lagerscheibe (20) für einen mit dem Betäti­ gungshebel (60) mittelbar oder unmittelbar gekoppelten Schwenkbolzen (50) ein federbelastet radial nach innen bewegbarer Kulissenstein (30) vorhanden ist, der in einer Querbohrung den parallel zum Schwenkbolzen (50) liegenden, stets über die äußere Stirnfläche der Lager­ scheibe (20) hinausragenden durch eine Feder (49) am Ende der Querbohrung weiter vorgetriebenen Sperrbolzen (40) lagert,
daß der Kurventräger als Kurvenscheibe (10) koaxial und mit geringem axialen Abstand zur Lagerscheibe (20) verdrehfest mit einem Ende des Schwenkbolzens (50) verbunden ist, und
daß die Steuerkurve (11) vier Kurvenabschnitte (11a, 11b, 11c, 11d) aufweist, nämlich

• a. einen kreisbogenförmigen Freihubabschnitt (11a) mit konstanter Nuttiefe,
• b. einen sich hieran anschließenden Rückhubsperr­ abschnitt (11b) mit absatzartig vergrößerter Nuttiefe,
• c. einen in etwa radial verlaufenden Freigabeab­ schnitt (11c) und
• d. einen Rückführungsabschnitt (11d) mit konti­ nuierlich abnehmender Nuttiefe und absatzartigem Übergang in den Freihubabschnitt (11a).

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückhubsperrabschnitt (11b) und der Freigabeabschnitt (11c) als axial durchgehende, schlitzförmige Ausnehmun­ gen der Kurvenscheibe (10) ausgebildet sind, und daß die Axialverschiebung des Sperrbolzens (40) durch einen Endan­ schlag begrenzt ist.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelposition der Kurvenscheibe (10) in Bezug auf den Schwenkbolzen (50) einstellbar ist.