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Fußhebelpresse Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der bekannten
Fußhebelpressen. Bei derartigen Pressen ist ein im Gestell der Presse gelagerter
ungleichschenkliger Hebel vorgesehen, dessen längerer, nach unten hängender Arm
an seinem unteren Ende eine Trittplatte für den Fußantrieb und vielfach eine zusätzliche
Schwungmasse trägt, während der kurze Hebelarm den Stößel der Presse antreibt. Der
Drehpunkt dieses Hebels ist in dem feststehenden Gestell der Presse, welches auch
die Stößelführung trägt, gelagert. Die auf den Stößel solcher Pressen wirkende Kraft
wird teils durch direkte Umformung der Fußkraft mittels des ungleichschenkligen
Hebels, teils durch Ausnutzung des Arbeitsvermögens gewonnen,welches derSchwungmassedes
Pendels durch den Fußantrieb erteilt wird. Je nach Ausführung der Presse oder nach
der angewandten Arbeitsweise überwiegt der eine oder der andere Anteil. Eine wirtschaftliche
Ausnutzung der Fußkraftleistung kann, besonders bei Dauerarbeit, nur erreicht werden,
wenn die Größe des Hebelausschlages am Fußtritt den anatomischen Verhältnissen des
Beines angepaßt ist: Diesem günstigsten Ausschlag des Fußhebels ist bei den bekannten
Ausführungen von Fußpendelpressen der maximale Hubweg des Pressenstößels zugeordnet,
welcher sich durch das Untersetzungsverhältnis des Fußhebels und gegebenenfalls
der weiteren in den Kraftweg geschalteten Übertragungsmittel, z. B. Kniehebelanordnungen,
ergibt. Je nach Bedarf wird der für die jeweils auszuführende Arbeit erforderliche
Werkzeugweg durch Begrenzung des Stößelhubes mittels verstellbarer Anschläge festgelegt.
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Die Hubbegrenzung durch Anschläge ist unvorteilhaft, wenn Arbeiten
ausgeführt werden, die einen kleinen Hub bei maximalem Arbeitsdruck
erfordern,
wie z. B. Stanz- oder Prägearbeiten. Da mit der Begrenzung des Stößelhubes auch
der Fußhebelausschlag entsprechend verkleinert wird, muß, falls eine Schwungmasse
benutzt wird, dieser das gesamte Arbeitsvermögen auf einer stark verkürzten Wegstrecke
erteilt, also eine im Verhältnis der Wegverkürzung vergrößerte Fußkraft aufgebracht
werden, wodurch erfahrungsgemäß eine schnelle Ermüdung des Arbeitenden eintritt.
Bei besonders kleinen Hüben ist es oft überhaupt nicht möglich, den maximalen Arbeitsdruck,
für den die Presse gebaut ist, aufzubringen. Man kann zwar günstigere Kraftverhältnisse
herstellen, indem man auch bei Arbeiten, welche an sich nur kurze Stößelhübe erfordern,
z. B. beim Stanzen, mit großem Stößelhub arbeitet und dadurch einen genügend großen
Kraftantriebsweg am Fußtritt ermöglicht. Hierzu müssen aber anomale Stanzwerkzeuge
mit einer dem großen Hub angepaßten langen und dementsprechend teuren Stempelführung
bereitgestellt werden. Führt man andererseits die Presse mit einem größeren Hebelverhältnis
aus, welches den zum Stanzen geeigneten kurzen Stößelhub bei großem Ausschlag der
Trittplatte ergibt, so sind zwar die Kraft-Weg-Verhältnisse sowohl beim Arbeiten
mit Ausnutzung der Schwungenergie -wie auch bei direkter Hebelübertragung der Fußkraft
für den kurzen Stößelhub günstig, aber die Presse kann dann für Arbeiten, welche
einen großen Hub erfordern; nicht benutzt werden.
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Für Füßhebelpressen, bei denen der Antriebshebel nicht direkt, sondern
über einen Kniehebelmechanismus auf den Pressenstößel wirkt, ist schon vorgeschlagen
worden, den Hebelmechanismus so einstellbar zu machen, daß der Kniehebel in der
Ruhestellung, welche der oberen Stößelstellung entspricht, je nach Erfordernis schon
mehr oder weniger durchgedrückt ist. Dadurch wird zwar ebenfalls der Stößelhüb verändert,
jedoch waren auch diese Vorschläge im einzelnen so gehalten, daß der Fußhebelausschlag
entsprechend der Verringerung des Stößelhubes verkleinert wurde. Außerdem würde
bei diesen vorgeschlagenen Ausführungen gerade der letzte Teil des Fußantriebs-Weges,
welcher für die Ausnutzung der Beinkraft günstiger ist, abgeschnitten.
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Die Erfindung beseitigt die beschriebenen Nachteile durch den Vorschlag,
Mittel zur kinematischen Kupplung von Antriebshebel und Pressenstößei mit derart
veränderbarer Untersetzung vorzusehen, daß beim Arbeiten mit einem kleineren als
dem maximalen Stößelhub das Untersetzungsverhältnis vergrößert werden kann, so daß
der Fußhebelausschlag nicht im gleichen Maße verkleinert wird wie der Stößelhub.
Dadurch wird es, insbesondere bei stufenloser Einstellbarkeit, möglich, bei den
verschiedenen Größen des Stößelhubes denjenigen Fußantrieb zu wählen; der für die
betreffende Arbeit und für den sie ausführenden Arbeiter am günstigsten ist. In
der Mehrzahl der Fälle wird dies der größte Weg er Trittplatte sein, welcher dem
Bedienenden noch ein bequemes Arbeiten gestattet, da hierbei der Schwungmasse bei
Beringstmöglicher Kraftausübung ein möglichst großes Arbeitsvermögen erteilt bzw.
beim Arbeiten ohne Ausnützung der Schwungkraft am Stößel eine möglichst große Kraft
ausgeübt werden kann.
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Für die nach der Erfindung vorgeschlagene, auf verschiedene Untersetzungsverhältnisse
einstellbare Kupplung von Antriebshebel und Pressenstößel können sowohl mechanische
Übersetzungsmittel, wie Wälzgetriebe oder Hebelkombinationen mit stufenweiser oder
stufenloser Einstellung, wie auch hydraulische Übersetzungen verwendet werden. Werden
zur Vereinfachung der Pressenausführung anstatt einer stufenlos veränderbaren Übersetzung
nur zwei oder mehrere wahlweise zu benutzende Untersetzüngsverhältnisse vorgesehen,
so können zur Feineinstellung des Werkzeugweges die Anschläge entsprechend der bisher
bekannten Ausführung zusätzlich benutzt werden.
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Für manche der auf Fußhebelpressen auszuführenden Arbeiten ist es
vorteilhaft, Pressen mit über den Hubweg veränderlichem Untersetzungsverhältnis
zu verwenden, um im ersten Teil des Hubweges einen verhältnismäßig großen Weg und
im letzten Teil eine große Untersetzung zu haben, wie dies bei den bereits vorgeschlagenen
Pressen, bei -welchen zwischen Antriebshebel und Stößel ein Kniehebelpaar angeordnet
ist, der Fall ist. Bei den bekannten Pressen dieser Art sind aber die durch die
kinematischen Verhältnisse einmal festgelegten Untersetzungswerte unveränderbar
festgelegt. Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, auch bei Fußhebelpressen
mit bei gleichbleibendem Antriebshebelausschlag veränderbarem Gesamthub das Untersetzüngsverhältnis
über den Hubweg veränderlich zu machen.
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Das vorstehend für Fußhebelpressen Ausgeführte gilt sinngemäß auch
für Pressen mit Handhebelantrieb.
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Nachfolgend ist an mehreren Beispielen gezeigt; wie die erfindungsgemäßen
Vorschläge bei den verschiedenen Bauarten von Fußhebelpressen in besonders vorteilhafter
und einfacher Weise verwirklicht werden können.
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In der Zeichnung sind mehrere solcher Ausführungsformen wiedergegeben,
und zwar zeigt Abb. i eine Ausführung einer Fußhebelpresse nach der Erfindung im
Schnitt; Abb. 2 bis 6 zeigen weitere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
in schematischer Darstellung.
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In Abb. i ist i das Gestell einer Fußhebelpresse, in welchem der das
nicht gezeichnete Werkzeug tragende Stößel 2- längs verschieblich geführt
ist. Der Antriebshebel 3 mit der Trittplatte d. hat zwei wahlweise benutzbare Dreh-
und Aufhängepunkte in den Augen 5 und 6, welchen die Lagerbohrungen ? und 8 im Gestell
i zugeordnet sind. Je nachdem, ob der Lagerbolzen g in das Auge 5 des Antriebshebels
und in die Lagerbohrung 7 des Gestells (wie gezeichnet) oder in das Auge 6 und die
Lagerbohrung 8 eingeführt wird, wirkt der Antriebshebel 3, wenn er durch Krafteinwirkung
auf die Trittplatte q. in Pfeilrichtung ausschlägt, mit
dem Hebelarm
A oder mit dem Hebelarm B auf den Stößel 2 ein. Der wirksame Hebelarm H zwischen
der Lagerstelle und dem Massenschwerpunkt S des Antriebshebels bleibt in beiden
Fällen nahezu unverändert. Infolge der unterschiedlichen Hebelverhältnisse
H : A und H : B führt der Stößel 2 im ersten Falle den größeren Arbeitshub
a, im zweiten Falle den kleineren Hub b aus.
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Die Lagerbohrung 8 ist im Gestell zweckmäßig um so viel tiefer als
die Bohrung 7 angebracht, daß die tiefste Stellung des Stößels in beiden Fällen
ungefähr die gleiche ist. Um ein bequemes Umstellen von dem einen auf das andere
Hebelverhältnis zu ermöglichen, ist der Abstand der Augen 5 und 6 im Hebel voneinander
gleich dem gegenseitigen Abstand der Lagerbohrungen 7 und 8 im Gestell, so daß bei
einem bestimmten Ausschlag des Antriebshebels auch das gerade nicht als Hebeldrehpunkt
benutzte Auge 5 oder 6 mit der zugehörigen Lagerbohrung 7 oder 8 in einer Flucht
liegt. Bei diesem Ausschlag fluchtet auch eine Hilfsbohrung io im Hebel mit einer
Bohrung ii im Gestell, so daß der Hebel 3 durch Einschieben eines nicht gezeichneten
Hilfsbolzens oder eines z. B. am Gestell verschiebbar angebrachten Riegels in dieser
Lage mit einem gewissen Spiel festgelegt werden kann. Der Bedienungsmann kann nun
durch Einwirkung auf die Trittplatte q. in Pfeilrichtung den Lagerbolzen 9 vom Hebelgewicht
entlasten, so daß er sich leicht von der einen Lagerstelle in die andere bringen
läßt.
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In Abb.2 ist schematisch die Anwendung der Erfindung bei einer Fußhebelpresse
gezeigt, bei der der durch Fußkraft angetriebene Hebel 3 mittels des Lenkers 14
auf ein Kniehebelpaar 15, 16 wirkt. Derartige Fußpressen «erden besonders vorteilhaft
verwendet, wenn der Arbeitsdruck durch direkte Hebelübertragung der Fußkraft, also
ohne wesentliche Ausnutzung der Schwungenergie aufgebracht werden soll. Sie geben
infolge ihres über den Hub veränderlichen Untersetzungsverhältnisses einen verhältnismäßig
großen Hub und haben am Ende dieses Hubes nahe der gestreckten Lage der Kniehebel
das für die statische Kraftübertragung notwendige große Untersetzungsverhältnis.
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Das Lager 17 für den Drehpunkt des Hebels 3 ist am Gestell der Presse
fest angebracht. Der Stößel 18 gleitet in der Stößelführung i9. Die jeweils erwünschte
Untersetzung wird bei dieser Ausführung durch wahlweise Benutzung einer der Lagerbohrungen
20a bis 20d hergestellt. In der Zeichnung ist die Presse nahe der unteren Endlage
des Stößels dargestellt, bei welcher der Hebel 3 seinen größten Ausschlag hat. Die
Lagerbohrungen 20a bis 2od liegen vorteilhaft auf einem Kreisbogen, dessen Radius
R der Länge des Lenkers 1q. entspricht, damit der untere Totpunkt des Stößels bei
allen Untersetzungen stets die gleiche Lage zum Pressenkörper hat.
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Abb. 3 zeigt eine der Presse nach Abb. 2 ähnliche Ausführung einer
Fußhebelpresse mit Kniehebeln, bei welcher das Untersetzungsverhältnis durch Verlagerung
des Anlenkpunktes 23 für den Lenker 14 am Hebel 3 geändert wird. Diese Ausführungsart
ist hier mit einer geraden Gleitführung 24 dargestellt, in der der Lagerkörper 22
für den Lenker 1q. durch eine Schraube 25 und ein Muttergewinde 26 eingestellt werden
kann. Der Fußhebel 3 ist hier in der Ruhelage, welche dem oberen Totpunkt des Stößels
entspricht, und bei einem eingestellten mittleren Untcrsetzungsverhältnis dargestellt.
Für das größte und für das kleinste einstellbare Untersetzungsverhältnis sind die
zugehörigen Lagen des Lenkers 14 und des Kniehebelpaares 15, 16 gestrichelt eingetragen.
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Bei der in Abb.3 gezeichneten geraden Gleitführung 24 hat der untere
Totpunkt des Stößels bei verschiedenen Untersetzungen nur angenähert die gleiche
Lage. Selbstverständlich kann auch hier durch eine passende Krümmung der Gleitführung
die genaue Gleichlage des unteren Totpunktes erreicht werden. Eine derartige Ausbildung
ist in Abb. q. dargestellt, welche in einem Ausschnitt den Hebel 3 einer Presse
entsprechend Abb. 3 bei der unteren Totlage des nicht gezeichneten Stößels zeigt.
Ebenso ist es natürlich möglich, ähnlich wie in den Beispielen nach Abb. i und 2
mehrere wahlweise benutzbare Lagerbohrungen vorzusehen. Umgekehrt kann bei Pressen
nach Abb. i oder 2 an Stelle von zwei oder mehr als zwei Bohrungen für die Antriebshebellagerung
eine stufenlose Verstellung des Untersetzungsverhältnisses durch entsprechend ausgebildete
Gleitführungen vorgesehen werden.
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Auf Pressen mit Fuß- oder Handantrieb, deren Stößel in anderer als
senkrechter Richtung wirkt, ist die Erfindung ebenfalls anwendbar.
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Ein wegen seines einfachen Aufbaus besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welches wieder das Kniehebelpaar 15, 16 enthält, ist in Abb. 5 dargestellt.
Der obere Hebel 15 des Kniehebelpaares ist hier einstöckig mit dem Antriebshebel
3 ausgeführt. Diese Ausführung ergibt die gleiche Wirkung wie die der bekannten,
eingangs beschriebenen Fußhebelpressen mit einem zwischen Fußhebel und Stößel geschalteten
Kniehebelpaar, ist aber in der Ausführung erheblich einfacher als diese. Um auch
bei dieser Ausführung das Untersetzungsverhältnis veränderbar zu machen, wird zweckmäßig
die wirksame Länge des mit dem Antriebshebel einstöckig ausgeführten Kniehebels
15 geändert. Zu diesem Zweck können, wie in Abb. 5 gezeichnet, mehrere wahlweise
benutzbare Lagerstellen 26a und 266, 27a und 27b für das Kniegelenk benutzt werden.
In Abb.6 ist dargestellt, wie bei einer im Prinzip gleichartigen Anordnung die Veränderung
des Untersetzungsverhältnisses mittels Gleitführung 28, 29 in den Kniehebeln 15,
16 bewirkt werden kann.
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Die Anordnung nach Abb. 5 und 6 bietet noch den besonderen Vorteil,
daß die Höhenlage des Stößels ohne Anbringung weiterer Verstelleinrichtungen innerhalb
gewisser Grenzen verändert werden kann. Die normale, bei allen Untersetzungen gleich
liegende untere Totpunktlage des Stößels wird erreicht, wenn je nach Hubgröße Punkt
26a
mit Punkt 27d, Punkt 26b mit Punkt 27b USW. verbunden
wird. Soll dagegen bei einer kleineren als der maximalen Hubgröße der untere Stößeltotpunkt
höher liegen, so wird z. B. Punkt 2611 des Stößels mit 27b verbunden. Bei entsprechender
Länge der Stößelführung kann die untere Stößelstellung bei den größeren Hüben auch
tiefer gelegt werden, indem z. B. 26b mit 27a verbunden wird. Bei Verwendung von
Gleitführungen nach Abb. 6 erfolgt die Stößelverstellung sinngemäß ebenso, jedoch
stufenlos. Hierbei kann eine Feineinstellung der Höhenlage des Stößels auch ohne
Änderung des Untersetzungsverhältnisses am Hebel 3 nur durch Längenänderung des
Kniehebels 16 erfolgen. Eine derartige Stößelverstellung läßt sich auch bei Anordnungen
nach Abb.2, 3 oder 4 zusätzlich anbringen.