TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die Erfindung betrifft eine Presszange zum Verpressen eines Werkstücks. Hierbei kann
es sich um eine beliebige Presszange handeln, beispielsweise um eine Presszange zum
Verpressen Rohr- oder Leitungsverbindungen oder eine Presszange (welche auch als Crimpzange
bezeichnet wird) zum Verpressen von elektrischen Leitungsverbindungen oder Steckern,
Hülsen oder Buchsen mit beliebigen elektrischen Leitern. Hierbei kann die Presszange
grundsätzlich einen beliebigen der vielfältigen bekannten konstruktiven Ausführungsformen
und Antriebsmechanismen besitzen, wobei während des Pressvorgangs das Verpressen mit
zwei oder mehr Gesenken oder Dornen (im Folgenden gemeinsam als "Gesenke" bezeichnet)
erfolgen kann. Möglich ist, dass die Presszange fremdkraftbetätigt ist, bspw. mittels
eines elektrischen Antriebs. Vorzugsweise handelt es sich aber um eine mit Handkräften
betätigte Presszange.
STAND DER TECHNIK
[0002] Während des Verpressens eines Werkstücks bedingt die zunehmende plastische Verformung
des Werkstücks zwischen den Gesenken eine sich während des Pressvorgangs erhöhende
Presskraft. Bei bekannten Presszangen erfolgt die Übersetzung der manuell auf Handhebel
der Presszange aufgebrachten Handkräfte zu den Gesenken mittels eines Antriebsmechanismus
derart, dass die erforderlichen maximalen Presskräfte durch manuelle Betätigung der
Handhebel erzeugt werden können. Grundsätzlich erfolgte bei bekannten Presszangen
zunächst der Kraftfluss über möglichst starre Komponenten der Presszange.
[0003] Angestrebt wird, dass eine Presszange nicht nur zum Verpressen von Werkstücken mit
einer einzigen Geometrie, einer Materialsteifigkeit und/oder Querschnittsfläche (im
Folgenden vereinfacht ""Querschnittsfläche") eingesetzt werden kann, sondern multifunktional
auch für unterschiedliche Werkstücke mit unterschiedlichen Querschnittsflächen. Ist
aber bei starrer Ausgestaltung der Komponenten der Presszangen die Presszange ausgelegt
für das Verpressen eines Werkstücks mit einer vorgegebenen Querschnittsfläche, hat
der Einsatz der Presszange für ein Werkstück mit kleinerer Querschnittsfläche die
Folge, dass bei diesem Einsatz die erforderlichen maximalen Presskräfte nicht erreicht
werden, während bei Einsatz der Presszange für Werkstücke mit größerer Querschnittsfläche
bereits nach einem Teilhub der Handhebel die maximalen Presskräfte erzeugt werden,
sodass die vollständige Schließung der Handhebel zu übermäßigen Presskräften führen
würde oder die vollständige Schließung der Handhebel durch manuelle Betätigungskräfte
nicht möglich ist. Abhilfe konnte hier in der Vergangenheit nur geschaffen werden
durch Ausstattung der Presszangen mit Wechselköpfen oder auswechselbaren Gesenken
für die jeweils unterschiedlichen Querschnittsflächen der Werkstücke.
[0004] Gemäß der nicht vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung
EP 13 176 918.4 wird vorgeschlagen, ein Presswerkzeug mit einem Antriebsmechanismus auszustatten,
welcher eine mechanische Presskraft-Begrenzungseinrichtung besitzt. Die mechanische
Presskraft-Begrenzungseinrichtung begrenzt die mit dem Presswerkzeug herbeigeführte
Presskraft unabhängig von der Größe eines Presshubs auf eine vorgegebene Soll-Presskraft.
Mit einer derartigen Presskraft-Begrenzungseinrichtung kann grundsätzlich der Antriebsmechanismus
des Presswerkzeugs so ausgelegt werden, dass bei dem Verpressen eines Werkstücks mit
einer kleinen Querschnittsfläche die erforderliche Presskraft herbeigeführt wird.
Finden dann in einem derartigen Presswerkzeug Werkstücke mit größeren Querschnittsflächen
Einsatz, werden übermäßige Presskräfte oder zu große Betätigungskräfte vermieden durch
ein Auslösen der mechanischen Presskraft-Begrenzungseinrichtung. Die mechanische Presskraft-Begrenzungseinrichtung
erhöht aber drastisch den konstruktiven Aufwand.
[0005] Weitere bekannte Ausgestaltungen von Presszangen basieren auf dem Grundgedanken,
dass der unerwünschte Anstieg der manuellen Betätigungskraft und der maximalen Presskraft
an den Gesenken reduziert oder vermieden werden kann, wenn der Antriebsmechanismus
nicht mit starren Komponenten ausgestattet wird, sondern vielmehr gezielt eine Elastizität
im Antriebsmechanismus vorgesehen wird. Bei dem Verpressen eines Werkstücks mit zu
großer Querschnittsfläche führt eine etwaige Elastizität im Antriebsmechanismus nicht
(nur) zu einer plastischen Verformung des Werkstücks, sondern vielmehr gibt der Antriebsmechanismus
infolge der elastischen Komponente nach, sodass im Idealfall ohne weitere plastische
Verformung des Werkstücks die Handhebel allein unter elastischer Verformung des Antriebsmechanismus
geschlossen werden können. Ausführungsformen, welche auf dieser Grundgedanken basieren,
sind aus den folgenden Druckschriften bekannt:
Die Druckschrift EP 0 732 779 B1 offenbart eine Presszange zum Verpressen einer Aderendhülse mit einem abisolierten
elektrischen Leiter. Die Presszange verfügt über einen Zangenkopf. Der Zangenkopf
ist gebildet mit einem Grundkörper. Der Grundkörper ist fest mit einem festen Handhebel
verbunden. Gegenüber dem Grundkörper ist ein Schwenkring um eine Gesenkachse verdrehbar.
Der Schwenkring besitzt im Bereich seiner Innenfläche radiale Ausnehmungen, womit
eine Art Keilwellenprofil gebildet ist. Sechs Pressstempel sind gleichmäßig um die
Gesenkachse verteilt angeordnet. Die Pressstempel sind jeweils an von dem Grundkörper
gehaltenen Schwenkbolzen verdrehbar gelagert. In dem dem Gesenk abgewandten Endbereich
finden die Pressstempel jeweils Aufnahme in einer der keilwellenartigen Ausnehmungen
des Schwenkrings. Die Verdrehung des Schwenkrings hat eine gemeinsame Verschwenkung
der Pressstempel zur Folge. Radial innenliegende Gesenkflächen der Pressstempel bilden
eine in Umfangsrichtung weitestgehend geschlossene Gesenkkontur aus, deren Querschnittsfläche
sich mit der Verdrehung des Schwenkrings und der damit einhergehenden Verdrehung der
Pressstempel verringert, womit das Verpressen der Aderendhülse erfolgt. Die Betätigung
des Zangenkopfs in Form der Herbeiführung einer relativen Verdrehung des Schwenkrings
gegenüber dem Grundkörper erfolgt über einen an dem Schwenkring angelenkten Antriebs-
oder Schwenkbolzen. Der Antriebs- oder Schwenkbolzen ist Bestandteil eines Schwenklagers,
mittels welchem ein Endbereich eines beweglichen Handhebels an dem Schwenkring angelenkt
ist. Über ein weiteres Schwenklager ist, geringfügig beabstandet von dem zuvor genannten
Schwenklager, an dem beweglichen Handhebel ein Druckhebel angelenkt, wobei dieses
Schwenklager ein Kniegelenk ausbildet. Der Druckhebel ist in dem dem Kniegelenk abgewandten
Endbereich an dem festen Handhebel angelenkt. Hierzu bildet der Druckhebel eine Lagerkugel
aus, die Aufnahme findet in einer von dem festen Handhebel ausgebildeten Lagerschale.
Eine in Öffnungsrichtung der Presszange wirkende Rückstellfeder ist mit einem Federfußpunkt
unmittelbar an dem Schwenkring angelenkt, während der andere Federfußpunkt der Rückstellfeder
an dem festen Handhebel angelenkt ist. Der Druckhebel besitzt abseits des Verbindungsbereichs
zwischen dem Kniegelenk und der Lagerkugel einen mit einer Verzahnung ausgestatteten
Teilumfang, welcher in Wechselwirkung tritt mit einem Sperrelement. Das Sperrelement
ist verdrehbar an dem beweglichen Handhebel gelagert und über eine zwischen Sperrelement
und beweglichem Handhebel wirkende Feder in eine Gleichgewichtslage beaufschlagt.
Mit der Verzahnung des Druckhebels und dem Sperrelement ist ein Zwangsgesperre gebildet,
mittels dessen gewährleistet werden soll, dass eine einmal erreichte Pressstufe der
Presszange auch bei Verringerung der auf die Handhebel aufgebrachten Betätigungskräfte
gesichert ist, ohne dass eine Öffnungsbewegung des Zangenkopfs erfolgen kann. Vielmehr
ist eine Öffnungsbewegung erst dann möglich, wenn der Druckhebel vollständig den vorgegebenen
Arbeitshub durchlaufen hat. Die Druckschrift EP 0 732 779 B1 beschreibt die Problematik, dass grundsätzlich bei einer Presszange mit einem Zwangsgesperre
über das Zwangsgesperre eine Endstellung vorgegeben ist, welche mit einer vorbestimmten
Endgröße der Gesenkkontur korreliert. Werden mit der Presszange Werkstücke unterschiedlicher
Größen (beispielsweise wegen Toleranzen bei der Herstellung des Werkstücks oder des
Einsatzes unterschiedlicher Typen von Werkstücken) verpresst, so muss ein Verpressen
immer bis zu der genannten Endgröße der Gesenkkontur erfolgen. Unabhängig von der
Größe des Werkstücks ist der Arbeitshub somit immer derselbe, während die wirkenden
Presskräfte von der Größe des Werkstücks abhängig sind. Dies beeinträchtigt u. U.
die Gleichmäßigkeit und Qualität des Pressergebnisses. Möglich ist auch, dass es zu
Beschädigungen bis hin zu einem Bruch von Komponenten der Presszange durch eine Überlastung
derselben kommen kann. Vor diesem Hintergrund schlägt die Druckschrift EP 0 732 779 B1 vor, den Kugelzapfen des Druckhebels nicht starr abzustützen. Vielmehr ist gemäß
der Druckschrift EP 0 732 779 B1 der feste Handhebel im Verbindungsbereich zwischen dem Grundkörper und der Lagerschale
elastisch ausgebildet. Je nach Größe der wirkenden Presskraft kann somit die Lagerschale
einfedern. Die Einfederung der Lagerschale ermöglicht die Bewegung der Handhebel aufeinander
zu, ohne dass es zu einer Verdrehung des Schwenkrings gegenüber dem Grundkörper und
damit einer weiteren Verringerung der Querschnittsfläche der Gesenkkontur kommt. Für
ein größeres Werkstück kann somit gemäß der Druckschrift EP 0 732 779 B1 die Endstellung des Zwangsgesperres erreicht werden, indem zunächst in einem Presshub
die Pressstempel in einem Ausmaß aufeinander zu bewegt werden, welcher kleiner ist
als das Ausmaß der Bewegung der Pressstempel aufeinander zu für ein kleineres Werkstück.
Eine weitere Bewegung der Handhebel aufeinander zu führt dann zu keiner weiteren Bewegung
der Pressstempel aufeinander zu, sondern zu einer elastische Verformung des festen
Handhebels. Möglich ist auch eine Überlagerung der Bewegung der Pressstempel und der
Verformung des festen Handhebels. Um eine hinreichende Elastizität der Abstützung
der Lagerschale zu gewährleisten, ist der feste Handhebel mit zwei Handhebelteilen
ausgebildet, welche in einem Endbereich V-förmig miteinander verbunden sind. In einem
anderen Endbereich bildet ein Handhebelteil die Lagerschale aus, während der Endbereich
des anderen Handhebelteils fest mit dem Grundkörper des Zangenkopfes verbunden ist
oder diesen ausbildet. Beide Handhebelteile sind elastisch ausgebildet. Hierzu ist
das die Lagerschale ausbildende Handhebelteil in Richtung der Lagerschale verjüngt
ausgebildet, während das andere Handhebelteil eine Einschnürung in einem Ausmaß besitzt,
dass dieser bei den wirkenden Handkräften elastisch verformbar ist. Der starre Verbindungsbereich
der beiden V-förmigen Handhebelteile muss derart gestaltet sein, dass in diesem Verbindungsbereich
die Betätigung der Presszange durch die Hand des Benutzers möglich ist. Gemäß der
Druckschrift EP 0 732 779 B1 erfolgt die Verbindung der beiden Handhebelteile über eine formschlüssige Verbindung
über Querbolzen und längsgeprägte Noppen. Die mittels der elastischen Abstützung des
Druckhebels im Bereich der Lagerschale herbeigeführte Wirkung wird in der Druckschrift
EP 0 732 779 B1 auch als "Kraft-Weg-Ausgleich" bezeichnet.
[0006] Auch gemäß
EP 0 158 611 B1 wird vorgeschlagen, den Anlenkpunkt des Druckhebels an den festen Handhebel elastisch
abzustützen. Dies erfolgt hier über die Anordnung eines von dem Druckhebel getragenen
Lagerbolzens in einem Langloch des festen Handhebels, wobei sich der Lagerbolzen unter
Beaufschlagung einer Spiralfeder entlang des Langlochs bewegen kann.
[0007] DE 31 09 289 C2 schlägt ebenfalls vor, einen Druckhebel elastisch abzustützen, hier für eine Presszange
mit scherenartigen Pressbacken. In diesem Fall wird die elastische Abstützung des
Druckhebels gewährleistet, indem der Handhebel im Bereich des Anlenkpunkts für den
Druckhebel eine Verjüngung in Form eines Schlitzes besitzt, welche zu einer Verzweigung
des festen Handhebels führt mit einer Verringerung des Materialquerschnitts des festen
Handhebels im Bereich der Verzweigung. Diese Verringerung des Materialsquerschnitts
führt bei den wirkenden Presskräften zu einer elastischen Verformung des festen Handhebels.
[0008] Die nicht vorveröffentlichte europäische Patentanmeldung
EP 14 154 206.8 betrifft eine Presszange, bei welcher der Antriebsmechanismus mit einem Kniehebelmechanismus
gebildet ist. Hier wird die Elastizität des Antriebsmechanismus nicht im Bereich der
Lagerung des Druckhebels vorgesehen, sondern vielmehr im Druckhebel selber. Hierzu
ist der Druckhebel kurvenförmig oder gekröpft und biegeweich ausgebildet.
AUFGABE DER ERFINDUNG
[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative und/oder verbesserte Ausführungsform
einer Presszange vorzuschlagen, welche zum Verpressen von Werkstücken mit unterschiedlichen
Querschnittsflächen einsetzbar ist. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
die Presszange mit einem alternativen oder verbesserten Kraft-Weg-Ausgleichs-element
auszustatten.
LÖSUNG
[0010] Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den
abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0011] Die erfindungsgemäße Presszange verfügt über zwei Antriebselemente, bei welchen es
sich bei Ausbildung der Presszange als manuell betätigte Presszange um Handhebel oder
hiermit gekoppelte Komponenten handeln kann. Die erfindungsgemäße Presszange verfügt
des Weiteren über einen Zangenkopf. Im Bereich des Zangenkopfes sind Betätigungselemente
angeordnet, welche die Gesenke betätigen, zwischen welchen das Werkstück verpresst
wird. Diese Betätigungselemente können fest (aber durchaus auswechselbar) mit den
Gesenken gekoppelt sein oder unmittelbar mit diesen in Wechselwirkung treten (vgl.
die Druckschriften
EP 0 732 779 B1,
DE 10 140 270 B4 und
DE 10 2005 003 615 B3, bei welchen ein Betätigungselement als Schwenkring ausgebildet ist, an dessen Kontaktflächen
Gegen-Kontaktflächen der Gesenke anliegen, wobei eine Verschwenkung des Schwenkrings
die Bewegung der Gesenke zur Folge hat).
[0012] Erfindungsgemäß ist in der Presszange ein Federelement vorgesehen. Das Federelement
ist in den Kraftfluss zwischen den Antriebselementen und den Gesenken angeordnet und
bildet ein Kraft-Weg-Ausgleichselement. Hierbei wird im Rahmen der Erfindung unter
einem Kraft-Weg-Ausgleichselement insbesondere ein Federelement verstanden, welches
mit den auf die Antriebselemente applizierbaren Antriebskräften (also der maximalen
Kraft eines fremdkraftbetätigten Antriebs oder der maximalen Handkraft) bei einer
Blockierung der Schließbewegung der Gesenke (insbesondere mit einem Werkstück mit
zu großem Querschnitt oder einem möglichst starren Prüfkörper) eine Schließbewegung
der Antriebselemente von zumindest 10 % (beispielsweise zumindest 20 %, 30 %, 50 %
oder sogar 70% oder 100%) des gesamten Arbeitshubes der Antriebselemente ermöglicht.
Mittels des Einsatzes eines derartigen Kraft-Weg-Ausgleichselementes kann der Einsatzbereich
der Presszange für ein Verpressen von Werkstücken mit unterschiedlichen Querschnittsflächen
erweitert werden.
[0013] Die aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen ordnen das Federelement,
welches das Kraft-Weg-Ausgleichselement bildet, im Bereich von Handhebeln oder des
Kniehebelmechanismus an: Gemäß der Druckschrift
EP 0 732 779 B1 wird sowohl ein Handhebel als auch ein Abstützarm für einen Kniehebel elastisch ausgebildet.
Die Druckschriften
EP 0 158 611 B1 und
DE 31 092 89 C2 schlagen die elastische Ausgestaltung eines Anlenkpunktes des Druckhebels vor, während
die nicht vorveröffentliche Patentanmeldung
EP 1 415 4 206.8 die elastische Ausgestaltung des Druckhebels vorschlägt.
[0014] Erfindungsgemäß wurde zum ersten Mal erkannt, dass es einen alternativen oder kumulativen
Ort für die Anordnung des Kraft-Weg-Ausgleichselement und/oder eine alternative oder
kumulative Komponente für die Ausbildung des das Kraft-Weg-Ausgleichselement bildenden
Federelements gibt: Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Federelement, welches
das Kraft-Weg-Ausgleichselement bildet, im Bereich des Zangenkopfes ausgebildet ist.
Hierbei kann das Kraft-Weg-Ausgleichselement beispielsweise in eine Art Gehäuse des
Zangenkopfes integriert sein, wo dieses nur teilweise oder überhaupt nicht von außen
sichtbar ist. Für den Fall, dass der Zangenkopf in einer Art Plattenbauweise ausgebildet
ist, kann das Federelement, welches das Kraft-Weg-Ausgleichelement bildet, zumindest
teilweise zwischen Deckplatten des Zangenkopfes angeordnet sein.
[0015] Für eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Presszange ist ein Antriebsmechanismus
beliebiger Ausgestaltung vorhanden, welcher zwischen die Antriebselemente und die
Betätigungselemente zwischengeordnet ist. Um lediglich ein Beispiel zu nennen, kann
dieser Antriebsmechanismus als Kniehebelmechanismus ausgebildet sein. Für diesen Vorschlag
ist das Federelement, welches das Kraft-Weg-Ausgleichselement im Kraftfluss zwischen
den Antriebsmechanismus und die Betätigungselemente zwischengeordnet. Anders gesagt
ist das Federelement im Kraftfluss nach dem Antriebsmechanismus angeordnet, wobei
dann für die Ausgestaltung des Antriebsmechanismus als Kniehebelmechanismus das Federelement
nicht Bestandteil des Kniehebelmechanismus ist.
[0016] Das in den Zangenkopf integrierte und das Kraft-Weg-Ausgleichselement bildende Federelement
kann beliebig mit den anderen Komponenten der Presszange gekoppelt sein, beispielsweise
mit einer anderen Komponente einstückig verbunden sein oder mehrstückig an dieser
befestigt sein, an dieser im Bereich eines Federfußpunktes angelenkt sein oder im
Bereich eines Federfußpunktes oder in einem beliebigen Bereich des Federelementes
geführt sein. Für eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Presszange ist ein Federfußpunkt
des Federelements an einem der Betätigungselemente befestigt, wobei hierunter auch
eine einstückige Ausbildung des Federelementes mit diesem Betätigungselement verstanden
wird. Beispielsweise kann der Federfußpunkt des Federelements an einem als Schwenkring
ausgebildeten Betätigungselement befestigt sein.
[0017] Für die Gestaltung des Federelements gibt es vielfältige Möglichkeiten. So kann das
Federelement beispielsweise als Zug- oder Druckfeder ausgebildet sein. Für eine besondere
Ausgestaltung der Erfindung ist das Federelement als Biegebalken ausgebildet. Hierbei
kann der Biegebalken eine beliebige Geometrie besitzen, beispielsweise geradlinig
oder gekrümmt ausgebildet sein. Durch die Wahl des Verlaufs der neutralen Faser des
Biegebalkens, der Material-wahl des Federelements und die Biegesteifigkeit, insbesondere
das Flächenträgheitsmoment des Biegebalkens, kann gezielt Einfluss auf die Elastizität
des Federelements und das Verformungsverhalten des Federelements genommen werden.
[0018] In besonderer Ausgestaltung dieses Gedankens ist das als Biegebalken ausgebildete
Federelement in Plattenbauweise ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache
Herstellung des Federelements, wobei je nach Gestaltung der einzelnen Platten des
Federelements gezielt und mit hoher Genauigkeit das elastische Verhalten des Federelements
vorgegeben werden kann. Es ist sogar möglich, dass Presszangen mit unterschiedlicher
Charakteristik des KraftWeg-Ausgleichselements bereitgestellt werden, indem für die
unterschiedlichen Federelemente eine unterschiedliche Anzahl von ansonsten gleich
ausgebildeten Platten eingesetzt wird. Vorteilhaft ist eine Plattenbauweise unter
Umständen auch, wenn das Federelement einstückig mit einer weiteren Komponente der
Presszange, insbesondere einem Betätigungselement oder dem Schwenkring, ausgebildet
ist, sodass mittels derselben Platte und der hierfür eingesetzten Fertigungsverfahren
sowohl eine Fertigung des Federelements als auch der anderen Komponente erfolgen kann.
[0019] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung widmet sich der Integration des Federelementes
in den Zangenkopf. Für diese Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass sich das Federelement
(zumindest teilweise) in Umfangsrichtung um eine Gesenkachse erstreckt. Hierbei kann
sich das Federelement mit einer Umfangsrichtung von beispielsweise mehr als 90°, mehr
als 180° oder sogar mehr als 270° um die Gesenkachse erstrecken. Möglich ist, dass
das Federelement mit mehreren geradlinigen, gegeneinander geneigten Teilbereichen
in Umfangsrichtung verläuft. Möglich ist aber auch ein beliebiger kurvenförmiger Verlauf
des Federelements in Umfangsrichtung.
[0020] In bevorzugter Ausgestaltung ist das Federelement als Kreisbogenfeder oder Spiralfeder
ausgebildet. Für eine derartige Kreisbogenfeder oder Spiralfeder ergibt sich eine
besonders günstige Charakteristik des Federelements, wobei unter Umständen auch große
Federwege ermöglicht sind. Möglich ist auch, dass über ein derartiges Federelement
eine Elastizität herbeigeführt wird, welche sowohl in Umfangsrichtung um die Gesenkachse
wirkt als auch in radialer Richtung zur Gesenkachse, was beispielsweise vorteilhaft
sein kann für die Integration des Federelements in den Kraftfluss zwischen den Antriebselementen,
dem Antriebsmechanismus und den Betätigungselementen oder Gesenken.
[0021] Bei Ausgestaltung des Federelements als Biegebalken kann der Verlauf der Biegesteifigkeit
über die Längsachse des Biegebalkens beliebig sein. In bevorzugter Ausgestaltung der
Erfindung besitzt der Biegebalken eine in Richtung seiner (geradlinigen oder gekrümmten
Längsachse) variierende Biegesteifigkeit.
[0022] Für eine besondere Ausführungsform der Presszange nimmt das Flächenträgheitsmoment
des Biegebalkens von dem Federfußpunkt, an welchem die Beaufschlagung durch den Antriebsmechanismus
erfolgt, zu einem diesem Federfußpunkt in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Querschnitt
des Biegebalkens zu, wobei diese Zunahme kontinuierlich oder in Stufen erfolgen kann.
[0023] In weiter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Presszange ist das Flächenträgheitsmoment
des Biegebalkens symmetrisch zu einer Symmetrieachse. Die Symmetrieachse verläuft
in etwa oder exakt durch den Federfußpunkt, an welchem die Beaufschlagung durch den
Antriebsmechanismus erfolgt, und den Querschnitt des Biegebalkens, welcher diesem
Federfußpunkt in Umfangsrichtung gegenüberliegt. Hierbei liegt vorzugsweise die Gesenkachse
auf der genannten Symmetrieachse. Eine derartige Ausgestaltung hat sich als besonders
günstig für die Gestaltung der Spannungen in dem Biegebalken und/oder eine symmetrische
Krafterzeugung an dem mit dem Biegebalken gekoppelten Betätigungselement erwiesen.
[0024] Wie zuvor erläutert können an einem Betätigungselement unmittelbar die Gesenke befestigt
sein. Für eine andere Ausgestaltung der Erfindung weist ein Betätigungselement Führungen
für Gesenke auf. Das andere Betätigungselement weist Betätigungsflächen für die Gesenke
auf. In diesem Fall hat eine relative Bewegung der Betätigungselemente eine Bewegung
der Gesenke relativ zu den Führungen zur Folge, welche durch den Kontakt der Betätigungsflächen
mit den Gesenken veranlasst wird. Vorzugsweise erfolgt in diesem Zusammenhang sowohl
eine Gleitbewegung der Gesenke gegenüber den Führungen des einen Betätigungselements
als auch eine Gleit- und/oder Wälzbewegung der Gesenke gegenüber den Betätigungsflächen
des anderen Betätigungselements.
[0025] Möglich ist auch, dass die Betätigungselemente relativ zueinander um die Gesenkachse
verschwenkt werden, wobei in diesem Fall beispielsweise ein Betätigungselement als
Schwenkring ausgebildet ist. In diesem Fall können die Gesenke verschwenkbar gegenüber
den Führungen gelagert sein, insbesondere mittels Lagerbolzen, welche am Zangenkopf
gehalten sind und die Gesenke mit zangenkopffester Lagerachse lagern. Die relative
Verschwenkung der Betätigungselemente hat eine Verschwenkung der Gesenke relativ zu
den Führungen zur Folge. Diese Verschwenkung der Gesenke wird veranlasst durch den
Kontakt der Betätigungsflächen des einen Betätigungselements mit den Gesenken.
[0026] Während grundsätzlich eine beliebige Ausgestaltung des Antriebsmechanismus möglich
ist, ist dieser vorzugsweise als Kniehebelmechanismus ausgebildet.
[0027] Hierbei können die einem Kniegelenk des Kniehebelmechanismus abgewandten Endbereiche
der Kniehebel an einem festen Lagerort, beispielsweise an einem Antriebselement wie
einem Handhebel und/oder einem Betätigungselement wie einem Schwenkring, gelagert
sein. In diesem Fall sind die wirksamen Längen der Kniehebel und der Verlauf des Kniehebels
über den Arbeitshub des Kniehebelmechanismus konstruktiv vorgegeben.
[0028] Die Erfindung schlägt in weiterer Ausgestaltung vor, dass der Kniehebelmechanismus
mit einer Rolle und einem Führungsteil gebildet ist. Über den Arbeitshub wälzt die
Rolle an dem Führungsteil ab, wobei im Rahmen der Erfindung diese wälzende Bewegung
zwischen Rolle und Führungsteil einerseits verursacht sein kann durch die Schließung
des Gesenks mit dem Verpressen des Werkstücks und andererseits durch eine elastische
Verformung des Kraft-Weg-Ausgleichselements in Form des Federelements. Über die Gestaltung
des Rollendurchmessers, die Formgebung der Kurvenbahn des Führungsteils und die Wahl
der Komponente und des Orts, an welchem die Rolle und das Führungsteil angeordnet
werden, kann eine weitere Beeinflussung der Charakteristik des Antriebsmechanismus
erfolgen.
[0029] Während grundsätzlich Führungsteil und Rolle an einer beliebigen Komponente oder
an einem beliebigen Antriebselement angeordnet werden können, schlägt die Erfindung
auch eine Ausführungsform vor, bei der das Führungsteil an dem Antriebselement befestigt
ist, an welchem ein Betätigungselement befestigt ist. Beispielsweise handelt es sich
bei dem Antriebselement, an welchem das Führungsteil befestigt ist, um einen starr
mit einem Betätigungselement verbundenen Handhebel. Hingegen ist für diese Ausgestaltung
die Rolle an dem anderen Antriebselement (insbesondere an einem verschwenkbar an einem
Betätigungselement angelenkten Handhebel) drehbar gelagert. Diese Ausgestaltung hat
zur Folge, dass mittels des Abwälzens der Rolle an dem Führungsteil ein Kniewinkel
des Kniehebelmechanismus verändert werden kann. Durch geeignete Wahl der Kurvenbahn
des Führungsteils kann über den Arbeitshub jeweils gezielt ein Kniewinkel vorgegeben
werden, welcher den Anforderungen genügt. Beispielsweise kann versucht werden, dass
unabhängig von dem zu verpressenden Werkstück der Kniewinkel durch die wälzende Bewegung
der Rolle gegenüber der Kurvenbahn des Führungsteils immer in einem Winkelbereich,
beispielsweise von 130° bis 180°, insbesondere 145° bis 180° bleibt.
[0030] Möglich ist, dass die Kraftverhältnisse der Presszange für das Verpressen des Werkstücks
ausschließlich durch ein einziges Federelement, welches dann das Kraft-Weg-Ausgleichselement
bildet, beeinflusst werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass ein weiteres Federelement vorhanden ist, welches eine Anpresskraft der Rolle
an die Kurvenbahn des Führungsteils bereitstellt, wobei hiervon auch umfasst ist,
dass eine Anpresskraft der Rolle an die Kurvenbahn durch das weitere Federelement
zusätzlich zu anderen die Anpresskraft gewährleistenden Mitteln ergänzt wird.
[0031] Möglich ist hierbei, dass ein Federfußpunkt des weiteren Federelements unmittelbar
auf das Federelement, welches das Kraft-Weg-Ausgleichselement bildet, einwirkt.
[0032] Die Erfindung schlägt für eine weitere Ausgestaltung vor, dass die Presszange mit
einem Zwangsgesperre ausgebildet ist. Unter einem derartigen Zwangsgesperre wird ein
Sperrmechanismus verstanden, welcher einerseits eine während des Durchlaufend des
Arbeitshubs der Presszange einmal erreichte Teilpressstufe gegenüber einer Öffnungsbewegung
sichert und andererseits die Öffnungsbewegung der Presszange erst ermöglicht, wenn
der Arbeitshub der Presszange vollständig durchlaufen wird. Mit einer Nutzung eines
Zwangsgesperres kann die Prozesssicherheit erhöht werden, indem einerseits während
des Arbeitshubs ein Umgreifen der Presszange mit einer temporären Entlastung der Handhebel
ermöglicht ist mit Sicherung dieser Teilpressstufe durch das Zwangsgesperre. Andererseits
kann vermieden werden, dass die Presszange wieder geöffnet wird und das Werkstück
aus der Presszange entnommen wird, bevor der Arbeitshub vollständig durchlaufen ist
und somit bevor ein ordnungsgemäßes Verpressen des Werkstücks erfolgt ist.
[0033] In weiter Ausgestaltung schlägt die Erfindung vor, dass das Zwangsgesperre mit einem
Sperrverzahnungshebel gebildet ist. Der Sperrverzahnungshebel ist drehbar um die Drehachse
der Rolle gelagert. Abseits der Drehachse des Sperrverzahnungshebels bildet dieser
zwei Hebelteile aus. Ein außenliegender Endbereich eines Hebelteils bildet die Sperrverzahnung
des Zwangsgesperres aus. Der außenliegende Endbereich des anderen Hebelteils ist über
ein Langloch mit dem Antriebselement verbunden, an welchem das Führungsteil befestigt
ist. Über dieses Langloch, welches eine beliebige Kontur besitzen kann, ist trotz
der Kopplung der Drehachse des Sperrverzahnungshebels über die Rolle und das Führungsteil
mit dem Antriebselement eine Anlenkung des mit dem Langloch ausgestatteten Endbereichs
des Sperrverzahnungshebels an diesem Antriebselement ermöglicht.
[0034] Grundsätzlich kann die Presszange auch Einsatz finden ausschließlich für einen Typ,
eine Geometrie und/oder eine Querschnittsfläche des Werkstücks. In bevorzugter Ausgestaltung
der Erfindung sind mit der Presszange unter Nutzung des Kraft-Weg-Ausgleichs in Folge
des Kraft-Weg-Ausgleichselements und/oder unter Nutzung der Bewegung der Rolle entlang
der Kurvenbahn mit einer Veränderung der Größen- und Winkelverhältnisse des Kniehebelmechanismus
Werkstücke mit unterschiedlichen zu verpressenden Querschnittsflächen verpressbar.
Hierbei können die Querschnittsflächen der unterschiedlichen Werkstücke, die mit derselben
Presszange (ohne Austausch eines Wechselkopfes oder Austausch von Gesenken) verpressbar
sind, zumindest um den Faktor 30 (insbesondere zumindest um den Faktor 45, 50, 75,
100, 115 oder sogar 200) voneinander abweichen. Um lediglich ein Beispiel zu nennen,
können mit derselben Presszange Werkstücke mit einer Querschnittsfläche von 0,08 mm
2, 0,14 mm
2, 0,25 mm
2, 0,35 mm
2, 0,5 mm
2, 0,75 mm
2, 1,0 mm
2, 1,5 mm
2, 2,5 mm
2, 4 mm
2, 6 mm
2, 10 mm
2 und 16 mm
2 verpresst werden.
[0035] In der Öffnungsstellung der Presszange bilden die Gesenke eine Aufnahme für das Werkstück,
welche zumindest so groß sein muss, wie das größte mit der Presszange zu verpressende
Werkstück. Je kleiner das Werkstück, welches in die von den Gesenken in der Öffnungsstellung
gebildete Aufnahme eingesetzt wird, dann tatsächlich ist, umso größer ist das Spiel
und umso schlechter ist damit die Führung und Fixierung des Werkstücks in dem Zangenkopf
in der Öffnungsstellung. Um vor Beginn des eigentlichen Pressvorgangs eine Aufnahme
und exakte Ausrichtung des kleineren Werkstücks in der Presszange zu gewährleisten,
müsste eine teilweise Schließbewegung herbeigeführt werden und eine Fixierung der
Antriebselemente derart erfolgen, dass die von den Gesenken gebildete Aufnahme soweit
verkleinert ist, dass das kleinere Werkstück passgenau aufgenommen ist. Die Erfindung
schlägt alternativ oder kumulativ vor, dass an dem Zangenkopf eine Positioniereinrichtung
angeordnet werden kann, mittels welcher vor dem Pressvorgang ein Werkstück mit einer
vorbestimmten Querschnittsfläche in einer Aufnahme (vorzugsweise auch Werkstücke unterschiedlicher
Querschnittsfläche in mehreren Aufnahmen) in einer vorgegebenen Position und Ausrichtung
an dem Zangenkopf gehalten werden können. Hierbei ist die Positioniereinrichtung vorzugsweise
nur mit geeigneten Aufnahmen für eine Teilmenge der mit der Presszange zu verpressenden
Werkstücke und Querschnittsflächen ausgestattet.
[0036] Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Federelement
über eine Führung geführt ist. Diese Führung ist vorzugsweise als zusätzliche Führung
zu sonstigen Kopplungen des Federelements mit den benachbarten Komponenten der Presszange
ausgebildet, also insbesondere zusätzlich zu der Antriebsverbindung des Federelements
mit dem Betätigungselement und zusätzlich zu der Kopplung des Federelements im Bereich
des anderen Federfußpunktes mit dem Antriebselement oder Handhebel. Hierbei kann die
zusätzliche Führung im Bereich eines Federfußpunktes oder an beliebigem Ort des Federelements
zwischen den Federfußpunkten erfolgen. Die Führung kann permanent oder nur temporär
während eines Teils des Arbeitshubs wirksam sein. Mittels der Führung kann eine Führung
des Federelements in Umfangsrichtung um die Gesenkachse erfolgen und/oder radial zu
der Gesenkachse. Möglich ist auch, dass in der Führung das Federelement unter einer
Vorspannung gegen einen Vorsprung oder Absatz oder in eine Endstellung beaufschlagt
ist. Erst mit Überwindung der Vorspannung für das Durchlaufen eines Teils des Arbeitshubs
der Presszange kann eine Lösung des Federelements und damit eine Bewegung entlang
der Führung erfolgen. Für diese Ausgestaltung kann das Federelement mit einer gezielten
"Nichtlinearität" ausgestattet werden, da sich mit der Lösung des Federelements von
dem Vorsprung oder Absatz die Randbedingungen für die elastische Verformung des Federelements
verändern. Hierbei kann die Führung beispielsweise durch ein Gehäuse oder eine Deckplatte
des Zangenkopfes erfolgen. Durchaus möglich ist aber auch, dass die Führung des Federelements
von einer im Zuge des Arbeitshubs bewegten Komponente der Presszange erfolgt. Über
eine besondere Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Führung eines Bereichs des
Federelements gegenüber einem anderen Bereich des Federelements.
[0037] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen,
der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von
Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und
können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend
von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch
der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des
Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes:
weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien
und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung
und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher
Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche
ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich
und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen
dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können
auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können
in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung
entfallen.
[0038] Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich
ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als
die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs
"mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist
dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden
sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen
Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
[0039] Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung
des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen
lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0040] Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele
weiter erläutert und beschrieben.
- Fig. 1 bis 11
- zeigen eine erste Ausführungsform der Presszange mit einer Öffnungsstellung (Fig.
1), einer Schließstellung (Fig. 2), Bestandteilen der Presszange in Explosionsdarstellung
(Fig. 3 und 4), einem Führungsteil mit Kurvenbahnen in räumlicher Einzelteilzeichnung
(Fig. 5), dem Kniewinkel der Presszange in Öffnungsstellung (Fig. 6) und Schließstellung
(Fig. 7) sowie den Betätigungskraftverläufen für unterschiedliche Werkstücke (Fig.
8) und den Abmessungen des Federelements (Fig. 9 und 10) sowie den sich ergebenen
Spannungsverläufen in dem Federelement (Fig. 11).
- Fig. 12 bis 13
- zeigen eine weitere Ausführungsform der Presszange, wobei Fig. 12 den Kniewinkel des
Kniehebelmechanismus in der Öffnungsstellung und Fig. 13 den Kniewinkel des Kniehebelmechanismus
in der Schließstellung zeigt.
- Fig. 14 bis 22
- zeigen weitere Ausführungsformen der Presszange.
- Fig. 23 und 24
- zeigen eine weitere Ausführungsform der Presszange mit zusätzlicher Führung des Federelements.
FIGURENBESCHREIBUNG
[0041] Fig. 1 zeigt eine Presszange 1 in einer Darstellung, in welcher eine von zwei Deckplatten
2a, 2b, mit welchen ein fester Handhebel 3 und ein Zangenkopf 4, insbesondere eine
Art "Gehäuse" des Zangenkopfes 4, gebildet ist, demontiert ist.
[0042] Die Presszange 1 ist mit einem festen Handhebel 3 und einem beweglichen Handhebel
5 gebildet. Eine Verschwenkung der Handhebel 3, 5 aufeinander zu (vgl. Übergang von
Fig. 1 nach
Fig. 2) erzeugt über einen Antriebsmechanismus 6 und ein Federelement 7, welches ein Kraft-Weg-Ausgleichselement
8 bildet, eine Relativbewegung von Betätigungselementen 9, 10. Hierbei ist das Betätigungselement
9 einstückig von dem Teil der Deckplatte 2, welcher sich im Bereich des Zangenkopfes
4 erstreckt, ausgebildet, sodass es sich hier um ein festes Betätigungselement 9 handelt.
Hingegen ist das Betätigungselement 10 als bewegliches Betätigungselement 10 ausgebildet
in Form eines Schwenkrings 11, welcher relativ zu dem festen Betätigungselement 9
um die vertikal zur Zeichenebene gemäß Fig. 1 orientierte, von Gesenken 12 vorgegebene
Werkstück- und Gesenkachse 13 verschwenkbar ist. Die Gesenke 12 sind verschwenkbar
um Achsen, welche parallel zur Gesenkachse 13 orientiert sind, gegenüber Lagerbolzen
14 gelagert, welche an dem Betätigungselement 9 bzw. der Deckplatte 2 gehalten sind.
Die Lagerbolzen 14 bilden somit Führungen 15 für die Gesenke 12. Der Schwenkring 11
bildet radial innenliegend im Bereich von Nuten Betätigungsflächen 16 aus, an welchen
Gegen-Betätigungsflächen 17 der Gesenke 12 derart anliegen, dass eine Verschwenkung
des Schwenkrings 11 um die Gesenkachse 13 eine Verschwenkung der Gesenke 12 um die
Lagerbolzen 14 zur Folge hat. Diese Verschwenkung der Gesenke 12 hat wiederum zur
Folge, dass sich eine von den Gesenken 12 gebildete Gesenkkontur 18, welche in Umfangsrichtung
um die Gesenkachse 13 unter Ausbildung minimaler Spalte zwischen den benachbarten
Gesenken 12 geschlossen ist, hinsichtlich der Größe verändert. Für das dargestellte
Ausführungsbeispiel ist die Gesenkkontur 18 unabhängig von der Größe derselben in
erster Näherung hexagonal ausgebildet.
[0043] Das Federelement 7 ist von einem einstückigen Fortsatz des Schwenkrings 11 ausgebildet,
welcher sich kreisbogenförmig oder hier spiralförmig in Umfangsrichtung um die Gesenkachse
13 erstreckt. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel beträgt der Umfangswinkel ca.
360°, wobei der im Verbindungsbereich mit dem Schwenkring 11 gebildete Federfußpunkt
19 sowie der außenliegende Federfußpunkt 20 des Federelements 7 ca. in einer 4:00
Uhr Stellung hinsichtlich der Gesenkachse 13 bei Darstellung gemäß Fig. 1 mit horizontal
orientiertem festem Handhebel 3 angeordnet sind. Der Federfußpunkt 20 ist verschwenkbar,
hier über einen Lagerbolzen 21, an dem beweglichen Handhebel 5 angelenkt. An dem beweglichen
Handhebel 5 ist, hier über einen Lagerbolzen 22, eine Rolle 23 drehbar gelagert. Die
Rolle 23 liegt an an einer Kurvenbahn 24 eines Führungsteils 25. Im vorliegenden Fall
führt das Führungsteil 25 die Rolle 23 nur einseitig über die Kurvenbahn 24, während
für eine abweichende Ausführungsform auch eine Aufnahme der Rolle 23 zwischen zwei
Kurvenbahnen erfolgen kann, was mit einem Spiel oder ohne Spiel der Fall sein kann.
Das Führungsteil 25 ist starr, hier über Lagerbolzen 26, 27, an dem festen Handhebel
3 befestigt. Gegenüber dem Lagerbolzen 22 ist auch verschwenkbar ein Sperrverzahnungsheben
28 gelagert, welcher mit Hebeteilen 29, 30 gebildet ist. Im außenliegenden Endbereich
bildet das Hebelteil 29 eine Sperrverzahnung 31 aus. Das Hebelteil 30 verfügt über
ein radial zu dem Lagerbolzen 22 orientiertes Langloch 32, durch welches der Lagerbolzen
27 hindurchtritt.
[0044] Der Antriebsmechanismus 6 ist als Kniehebelmechanismus 33 ausgebildet. Dieser verfügt
über einen Kniehebel 34, welcher der Verbindung zwischen dem Kontaktpunkt der Rolle
23 mit der Führungsbahn 24 entspricht, sowie einen zweiten Kniehebel 35, welcher der
Verbindung zwischen den von den Lagerbolzen 21, 22 vorgegebenen Lagerachsen entspricht.
Zwischen den Kniehebeln 34, 35 ist ein Kniewinkel 36 gebildet.
[0045] Für den Arbeitshub der Presszange 1 von der Öffnungsstellung gemäß Fig. 1 zu der
Schließstellung gemäß Fig. 2 führt für verschwindende Presskräfte in einem ersten
Teilhub die Bewegung der Handhebel 3, 5 bei Abstützung der Rolle 23 an der Kurvenbahn
24 des Führungsteils 25 dazu, dass sich der Lagerbolzen 21 und somit auch der Federfußpunkt
20 des Federelements 7 in Umfangsrichtung 37 um die Gesenkachse 13 bewegen. In Folge
der verschwindenden Presskräfte erfolgt keine elastische Verformung des Federelements
7, sodass auch eine entsprechende Verschwenkung des Schwenkring 19 erfolgt, womit
wiederum die Verschwenkung der Gesenke 12 verbunden ist und eine Verringerung der
Querschnittsfläche der Gesenkkontur 18 einhergeht. Da aber der Kontaktpunkt der Rolle
23 mit der Kurvenbahn 24 des Führungsteils 25 nicht fest vorgegeben ist, kann die
Rolle 23 während dieses Teilhubs an der Kurvenbahn 24 abwälzen, womit sich je nach
Rollbewegung der Rolle 23 und der Geometrie der Kurvenbahn 24 auch ein verändertet
Kniewinkel 36 einstellt. Dieser bereits komplexen Kinematik wird überlagert eine zunehmende
elastische Verformung des Federelements 7 mit Erhöhung der Presskräfte im Bereich
des Gesenks mit zunehmender Schließbewegung. Dies soll anhand eines theoretischen
Grenzfalles verdeutlicht werden, für welchen angenommen wird, dass das Werkstück nach
einem ersten Teilhub, welcher beispielsweise als Leerhub ausgebildet ist, und einem
zweiten Teilhub, mittels dessen ein Verpressen des Werkstücks mit plastischer Verformung
desselben erfolgt, während des letzten dritten Teilhubs ideal starr ist. Mit Erreichen
dieses ideal starren Zustands des Werkstücks ist die Lage der Gesenke 12 und des Schwenkrings
11 und damit auch des Federfußpunkts 19 ebenfalls fixiert. Dennoch kann in dem dritten
Teilhub eine weitere Schließbewegung der Handhebel 3, 5 erfolgen, da mit weiterer
Beaufschlagung der Handhebel 3, 5 das Federelement 7 elastisch verformt werden kann.
Einerseits kann eine Verformung des Federfußpunkts 20 in Umfangsrichtung 37 erfolgen.
Ebenfalls möglich ist, dass der Federfußpunkt 20 in radialer Richtung 38 zu der Gesenkachse
13 verformt wird. Somit kann trotz starrem Werkstück und fixierten Gesenken 12, fixiertem
Schwenkring 11 und fixiertem Federfußpunkt 19 eine rollende Bewegung der Rolle 23
entlang der Führungsbahn 24 erfolgen mit Überführung der Handhebel 3, 5 in die Schließstellung.
Für realistische Steifigkeiten des Werkstücks ergibt sich eine Überlagerung einer
plastischen Verformung des Werkstücks, welche aber mit zunehmender Presskraft immer
kleiner wird, mit einer elastischen Verformung des Federelements 7, deren Anteil gegenüber
der plastischen Verformung des Werkstücks mit zunehmender Presskraft immer größer
wird. Somit ergibt sich in der Praxis u. U. eine Überlagerung des zweiten Teilhubs
mit dem dritten Teilhub.
[0046] Je nach Querschnittsfläche des zu verpressenden Werkstücks verändert sich die Lage
der unterschiedlichen Teilhübe über den Arbeitshub der Presszange 1:
- Für ein großes Werkstück ist ein Leerhub als erster Teilhub (bspw. zwischen 0% und
15% des Arbeitshubs) sehr kurz ausgebildet und es erfolgt eine plastische Verformung
des Werkstücks in einem zweiten Teilhub bspw. bereits am Anfang des Arbeitshubs (bspw.
zwischen 15% und 60% des Arbeitshubs), während sich ein großer dritter Teilhub (bspw.
zwischen 60% und 100% des Arbeitshubs) anschließt, in welchem vorrangig die Verformung
des Federelements 7 erfolgt.
- Für ein kleineres Werkstück ist ein Leerhub als erster Teilhub (bspw. zwischen 0%
und 30% des Arbeitshubs) länger ausgebildet und es erfolgt eine plastische Verformung
des Werkstücks in einem zweiten Teilhub in einem späteren Bereich des Arbeitshubs
(bspw. zwischen 30% und 80% des Arbeitshubs), während sich ein kleiner dritter Teilhub
(bspw. zwischen 80% und 100% des Arbeitshubs) oder sogar kein dritter Teilhub anschließt,
in welchem vorrangig die Verformung des Federelements 7 erfolgt.
[0047] Mit der Verschwenkung der Handhebel 3, 5 aufeinander zu geht eine Verschwenkung des
Sperrverzahnungshebels 28 einher, während welcher eine Sperrnase 39 einer Sperrklinke
40, die unter Beaufschlagung durch eine Feder 93 ebenfalls verschwenkbar an dem Handhebel
5 gelagert ist, ratschenartig entlang der Sperrverzahnung 31 gleitet. Werden temporär
die auf die Handhebel 3, 5 applizierten Handkräfte verringert oder beseitigt, sperrt
der Eingriff der Sperrnase 39 in die Sperrverzahnung 31 die Öffnungsbewegung der Handhebel
3, 5 und damit auch die Öffnungsbewegung der Gesenke 12. Erst wenn die Handhebel 3,
5 vollständig die Schließstellung erreicht haben, hat die Sperrnase 39 die Sperrverzahnung
31 vollständig durchlaufen, womit die Sperrklinke 40 umklappen kann und ratschenartig
während einer dann erst möglichen Öffnungsbewegung der Handhebel 3, 5 über die Sperrverzahnung
31 zurück in Ihre Ausgangsstellung gleiten kann. Mit dem Sperrverzahnungshebel 28
und der durch die Feder 93 beaufschlagten Sperrklinke 40 ist ein Zwangsgesperre 48
gebildet.
[0048] Hinsichtlich der grundsätzlichen Ausgestaltung einer Presszange 1 mit einem Schwenkring
11 und der Ermöglichung der gemeinsamen Verschwenkung von hier sechs Gesenken 12 durch
relative Verdrehung der Betätigungselemente 9, 10 wird auf den entsprechenden Stand
der Technik, insbesondere
EP 0 732 779 B1 und
DE 10 140 270 B4 und
DE 10 2005 003 615 B3 verwiesen. Im vorliegenden Fall bilden die Handhebel 3, 5 Antriebselemente 41, 42,
auf welchem die manuellen Betätigungskräfte ausgeübt werden. Es versteht sich, dass
die Antriebselemente 41, 42 auch durch Kräfte eines Aktuators wie eines elektrischen
Antriebs beaufschlagt sein können.
[0049] Das Federelement 7 ist hier als eine Art Biegebalken 43 ausgebildet. Im Bereich des
Federfußpunkts 20 werden in diesem Biegebalken 43 Kraftkomponenten in Umfangsrichtung
37 und/oder in radialer Richtung 38 eingeleitet, welche die Beanspruchung des Biegebalkens
43 um eine Biegeachse, welche vertikal zur Zeichenebene gemäß Fig. 1 orientiert ist,
zur Folge haben. Möglich ist hierbei grundsätzlich auch die Nutzung einer Beanspruchung
des Biegebalkens 43 mit einer Druckkraft auf Knickung. Vorzugsweise wird aber der
Biegebalken 43 mit einer Zugkraft in Umfangsrichtung 37 beaufschlagt. Für das dargestellte
Ausführungsbeispiel ist der Biegebalken 43 als eine sich in der Zeichenebene gemäß
Fig. 1 erstreckende Spiralfeder oder Kreisbogenfeder 44 ausgebildet. Hierbei erstreckt
sich die Spiral- oder Kreisbogenfeder in Umfangsrichtung 37 um die Gesenkachse 13.
[0050] Der Biegebalken 43 besitzt hierbei eine kreisbogenförmige oder spiralförmige neutrale
Faser oder Längsachse 45, entlang welcher die Biegesteifigkeit sich verändert, insbesondere
durch eine Veränderung des Flächenträgheitsmoments. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel
ist die Gestaltung der Höhe des Querschnitts des Biegebalkens 43, welche das Flächenträgheitsmoment
bestimmt, symmetrisch zu einer Symmetrieachse, welche durch die Gesenkachse 13 und
den Federfußpunkt 20 verläuft. Dementsprechend ist die Höhe und die Querschnittsfläche
des Federelements 7 maximal in einem Querschnitt 47, welcher in Umfangsrichtung mittig
zwischen den Federfußpunkten 19, 20 angeordnet ist.
[0051] In der Explosionsdarstellung gemäß
Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Presszange mit zwei Deckplatten 2a, 2b gebildet ist. Die
beiden Deckplatten 2a, 2b bilden einerseits den festen Handhebel 3 aus. Andererseits
bilden die Deckplatten 2a, 2b eine Art Gehäuse des Zangenkopfes 4, wobei zwischen
diesen die beweglichen Teile, nämlich das Federelement 7, der Schwenkring 11 und die
Gesenke 12 aufgenommen sind. Andererseits sind in Bohrungen 49 der Deckplatten 2a,
2b die Lagerbolzen 14 der Gesenke 12 aufgenommen.
[0052] Zu erkennen ist des Weiteren in Fig. 3, dass das Federelement 7 und der Schwenkring
11 in Plattenbauweise, hier mit vier Platten, gebildet sind, wobei die einzelnen Platten
für den Schwenkring 11 und das Federelement 7 einstückig ausgebildet sind.
[0053] Abweichend zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform besitzt gemäß Fig.
3 optional das Federelement auf seiner Außenseite einen Vorsprung 50, in welchem ein
Federfußpunkt 51 oder ein mit einem derartigen Federfußpunkt gekoppelter Stößel einer
weiteren Feder 52 abgestützt ist, deren anderer Federfußpunkt 53 an den Deckplatten
2a, 2b oder dem beweglichen Handhebel 5 abgestützt ist. Über die weitere Feder 52
können die Kraftverhältnisse an der Presszange 1 zusätzlich zu dem Federelement 7
beeinflusst werden. So kann die weitere Feder 52 dazu dienen, dass die Abhängigkeit
der erzeugten Presskraft von dem Schwenkwinkel der Handhebel und der auf die Handhebel
applizierten Betätigungskraft beeinflusst wird. Ebenfalls möglich ist, dass über die
weitere Feder 52 die Anpresskraft der Rolle 23 an der Führungsbahn 24 des Führungsteils
25 erhöht oder gewährleistet wird.
[0054] Fig. 4 zeigt die montierten Grundkomponenten der Presszange 1 gemäß Fig. 3 vor deren Montage
mit den den beiden Handhebeln 3, 5 zugeordneten Handgriffen 54, 55.
[0055] Gemäß Fig. 3 und 4 kann die Presszange 1 über eine Positioniereinrichtung 56 verfügen.
Die Positioniereinrichtung 56 verfügt für das dargestellte Ausführungsbeispiel über
drei alternative Aufnahmen 57a, 57b, 57c für Werkstücke mit unterschiedlichen Querschnittsflächen.
Die Positioniereinrichtung 56 kann in unterschiedliche Betriebsstellungen gebracht
werden, in welchen jeweils eine Aufnahme 57a (57b, 57c) koaxial zur Gesenkachse 13
angeordnet ist. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Positioniereinrichtung
56 mit einer Positionierstrebe oder Positionierscheibe 58 ausgebildet, welche verschwenkbar
an den Deckplatten 2 gelagert ist, hier mittels eines Lagerbolzens 59. Die Positionierstrebe
oder Positionierscheibe 58 liegt dabei unmittelbar gleitend an der Außenseite der
Deckplatte 2b an.
[0056] Wie in
Fig. 5 dargestellt ist, kann das Führungsteil 25 gabelförmig mit der Ausbildung eines Schlitzes
60 zwischen zwei Schenkel 61a, 61b ausgebildet sein. Durch den Schlitz 60 des Führungsteils
25 erstreckt sich unter Ermöglichung einer relativen Schwenkbewegung der Sperrverzahnungshebel
28 (vgl. auch Fig. 3). In dem außenliegenden Endbereich besitzen die Schenkel 61a,
61 b jeweils eine Bohrung 62a, 62b, durch welche sich der Lagerbolzen 27 in eingebauten
Zustand erstreckt. Aus Gewichtsgründen können die Schenkel 61 a, 61 b über Aussparungen
63 verfügen.
[0057] In Fig. 5 ist zu erkennen, dass für das dargestellte Ausführungsbeispiel zwei parallele
Kurvenbahnen 24a, 24b von den beiden Schenkel 61a, 61b ausgebildet werden, an welchen
dann zwei Rollen 23a, 23b beidseits des Sperrverzahnungshebels 28 abwälzen. Des Weiteren
ist zu erkennen, dass die Kurvenbahnen 24a, 24b für das dargestellte Ausführungsbeispiel
über zwei konkave Teilbereiche 64, 65 verfügen, zwischen welchen ein konvexer Teilbereich
66 angeordnet ist. Hierbei ist die Kurvenbahn 24 im konkaven Teilbereich 65, welcher
am Anfang des Arbeitshubs durchlaufen wird, stärker geneigt als andere Teilbereiche
der Kurvenbahn 24.
[0058] Durch geeignete Formgebung der Kurvenbahn 24 kann erreicht werden, dass der Kniewinkel
36 des Kniehebelmechanismus 33 während des gesamten Arbeitshubs verhältnismäßig groß
ist. Gemäß
Fig. 6 beträgt der Kniewinkel 36 bereits am Beginn des Arbeitshub ca. 135°, während dieser
gemäß
Fig. 7 am Ende des Arbeitshubs im Bereich von 160 bis 185° liegt. Vorzugsweise liegt durch
- geeignete Formgebung der Kurvenbahn 24,
- Wahl der Kennlinie und Geometrie des Federelements sowie
- Auslegung des Antriebsmechanismus 6
der Kniewinkel 36 während des gesamten Arbeitshubs immer zwischen 130° und dem Streckwinkel
von 180°.
[0059] In
Fig. 8 sind die aufzubringenden Handkräfte 67 als Funktion des Betätigungswegs 68 des beweglichen
Handhebels 5 dargestellt. Hierbei zeigen die Kurven 69 bis 81 die Handkraftverläufe
für unterschiedliche Querschnitte der Werkstücke, nämlich 0,08 mm
2 (69), 0,14 mm
2 (70), 0,25 mm
2 (71), 0,35 mm
2 (72), 0,5 mm
2 (73), 0,75 mm
2 (74), 1,0 mm
2 (75), 1,5 mm
2 (76) 2,5 mm
2 (77), 4 mm
2 (78), 6 mm
2 (79), 10 mm
2 (80) und 16 mm (81). Zu erkennen ist hierbei, dass für kleinere Werkstücke zunächst
der anfängliche erste Teilhub mit verschwindenden Presskräfte durchlaufen wird, während
die eigentlichen Handkräfte erst gegen Ende des Arbeitshubs aufgebracht werden müssen.
Mit zunehmender Größe des Werkstücks wird der Anstieg der Kurven 69 bis 81 weiter
hin zu kleineren Betätigungswegen verlagert. Zu erkennen ist in Fig. 8, dass ein Verpressen
sämtlicher der genannten Werkstücke mit derselben Presszange 1 unter beherrschbaren
Handkräften möglich ist, welche vorzugsweise kleiner sind als 300 N.
[0060] In
Fig. 9 ist für das Federelement 7 eine beispielhafte Wahl der Abmessungen dargestellt. Zu
erkennen ist hier, dass sich das Federelement spiralförmig mit einem Umfangswinkel
von ca. 360° um die Gesenkachse 13 erstreckt. Die wirksame Höhe 82 des Federelements
7 zwecks Beeinflussung des Flächenträgheitsmoments ist symmetrisch zur Symmetrieachse
46 bzw. steigt von beiden Federfußpunkten 19, 20 in gleichem Ausmaß an bis zur Mitte
des Federelements 7 in Umfangsrichtung zwischen den beiden Federfußpunkten 19, 20.
Während in Fig. 9 nur diskrete Werte der Höhe 82 des Federelements 7 angegeben sind,
zeigt
Fig. 10 die Abhängigkeit der Höhe 82 von dem Umfangswinkel 83 ausgehend von der Stelle mittig
zwischen den beiden Federfußpunkten 19, 20.
[0061] Fig.11 zeigt die Spannungsverteilung in dem Federelement 7, wobei hier für gleiche Spannungen
dieselben Graustufen verwendet sind. Mittels der symmetrischen Gestaltung des Federelements
7 und der Wahl der Höhen 82 gemäß Fig. 10 kann erreicht werden, dass die maximalen
Spannungen in dem Federelement 7 entlang des Umfangs oder der Längsachse 45 konstant
sind.
[0062] Für das Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 12 und
13 ist der Kniehebelmechanismus 33 nicht mit einer Rolle 23 und einer Kurvenbahn 24
eines Führungsteils 25 gebildet. Vielmehr ist hier (bei Ausgestaltung des Kniehebels
35 entsprechend dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel) der Kniehebel 34 gebildet
von einem Druckhebel 83, welcher im Bereich des Lagerbolzens 22 das Kniegelenk 84
ausbildet und in einem Endbereich über einen Lagerbolzen 27 an der Deckplatte 2 angelenkt
ist. Im anderen Endbereich bildet der Druckhebel 83 unmittelbar die Sperrverzahnung
31 des Zwangsgesperres 48 aus. Infolge der Verwendung des Druckhebels 83 anstelle
des Prinzips Rolle 23/Kurvenbahn 24 ist in der Öffnungsstellung gemäß Fig. 12 der
Kniewinkel 36 ca. 90°, womit ausgehend von der Öffnungsstellung nicht unmittelbar
große Presskräfte erzeugt werden können, während in Schließstellung gemäß Fig. 13
ein Kniewinkel 36 von ca. 160, 165 oder 170° erreicht ist, für welchen somit mit Ende
des Arbeitshubs hohe Presskräfte erzeugt werden können. Zwischen der Öffnungsstellung
und der Schließstellung Vergrößert sich der Kniewinkel 36 mit dem Durchlaufen des
Arbeitshubs kontinuierlich (während für die Nutzung des Prinzips Rolle 23/Kurvenbahn
24 gemäß Fig. 1 bis 11 je nach gewählter Kontur der Kurvenbahn 24 durchaus möglich
ist, dass der Kniewinkel 24 während des Durchlaufen des Arbeitshubs in mindestens
einem Teilbereich kleiner wird oder konstant bleibt). Dies verdeutlicht, dass der
Einsatz des Prinzips Rolle 23/Kurvenbahn 24 mit geeigneter Gestaltung der Kurvenbahn
24 vorteilhaft ist, wenn je nach Größe des zu verpressenden Werkstücks das eigentliche
Verpressen am Anfang des Arbeitshubs oder am Ende des Arbeitshubs erfolgen soll. Nichtsdestotrotz
ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch für den Einsatz bei Presszangen ohne das
Prinzip Rolle 23/Kurvenbahn 24 einsetzbar.
[0063] Fig. 14 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Presszange 1, bei welcher gemäß der Ausführungsform,
die in Fig. 12 und 13 dargestellt ist, ein Druckhebel 83 ohne Rolle/Kurvenbahn Einsatz
findet. Allerdings erstreckt sich hier das Federelement 7, welches ebenfalls als Spiral-
oder Kreisbogenfeder 44 ausgebildet ist, zwischen den Federfußpunkten 19, 20 nicht
mit einem Umfangswinkel von ca. 360° um die Gesenkachse 13, sondern lediglich mit
einem Umfangswinkel von ca. 240°, ohne dass hierdurch das erfindungsgemäße Grundprinzip
verlassen wird.
[0064] Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher sich eine Kreisbogenfeder 44 zwischen
den Federfußpunkten 19, 20 lediglich über einen Umfangswinkel von ca. 90° erstreckt.
Des Weiteren ist die Kreisbogenfeder 44 hier nicht ausschließlich in Umfangsrichtung
um die Gesenkachse 13 orientiert, womit sich unter Umständen eine veränderte Beanspruchungsart
der Kreisbogenfeder 44 ergibt. Vereinfacht gesagt kann in diesem Fall die Kreisbogenfeder
44 als gekrümmte federnde "Strebe" verstanden werden, welche tangential auf den Schwenkring
11 einwirkt.
[0065] Für das in
Fig. 16 dargestellte Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Federelement 7 bzw. die Spiral-
oder Kreisbogenfeder 44 über einen Umfangswinkel von ca. 180°. Auch hier findet anstelle
des Prinzips Rolle 23/Kurvenbahn 24 eine Ausführungsform mit Druckhebel 83 Einsatz.
Allerdings ist hier der Druckhebel 83 nicht starr ausgebildet, sondern gezielt nachgiebig,
sodass diese Ausgestaltung eine Integration der Maßnahmen gemäß der nicht vorveröffentlichten
europäischen Patentanmeldung
EP 14 154 206.8 in die Presszange darstellt. Auch in diesem Fall bildet der Druckhebel 83 in einem
Endbereich die Sperrverzahnung 31 aus. Zwischen dem Kniegelenk 84 und der Anlenkung
des Druckhebels 83 an den Deckplatten 2 ist der Druckhebel in grober Näherung V-förmig
ausgebildet oder gekrümmt oder bogenförmig ausgebildet mit einem Bogenwinkel im Bereich
von 150 bis 180°.
[0066] Fig. 17 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Presszange 1 mit einem Druckhebel
83, der hier ohne Sperrverzahnung 31 ausgebildet ist und eine größere Erstreckung
besitzt bei unmittelbarer Anlenkung des Druckhebels 83 an die beiden Handhebel 3,
5.
[0067] Die Ausführungsform gemäß
Fig. 18 entspricht grundsätzlich der Ausgestaltung gemäß Fig. 12. Allerdings erfolgt hier
eine andere Übertragung der Bewegung des Betätigungselements 10 oder Schwenkrings
11 auf die Gesenke 12: In diesem Fall sind lediglich zwei sich gegenüberliegende Gesenke
12a, 12b vorhanden. Die Gesenke 12a, 12b sind auch hier über Führungen 15 geführt,
wobei die Führung hierbei nicht für eine Schwenkbewegung der Gesenke 12a, 12b erfolgt,
sondern für eine translatorische Bewegung der Gesenke 12a, 12b aufeinander zu und
voneinander weg. Eine Veranlassung der Bewegung der Gesenke 12a, 12b entlang der durch
die Führungen 15 vorgegebenen Freiheitsgrade erfolgt auch hier über einen Kontakt
von Betätigungsflächen 16 des Schwenkrings 11 mit Gegen-Betätigungsflächen 17 der
der Gesenke 12a, 12b. Während in Fig. 18 die Presszange 1 in einer Öffnungsstellung
dargestellt ist, zeigt
Fig. 19 die Schließstellung der Presszange 1.
[0068] Für das in
Fig. 20 dargestellte Ausführungsbeispiel ist zwischen die Handhebel 3, 5 und die Betätigungselemente
9, 10 kein Antriebsmechanismus 6, insbesondere kein Kniehebelmechanismus 33, zwischengeschaltet.
Vielmehr ist der Handhebel 3 unmittelbar mit dem Betätigungselement 9 starr verbunden,
während der Betätigungshebel 5 unmittelbar und starr mit dem Federfußpunkt 20 des
Federelements 7 verbunden ist. Der andere Federfußpunkt 19 ist unmittelbar und starr
mit dem Betätigungselement 10, hier dem Schwenkring 11, verbunden ist. Des Weiteren
zeigt Fig. 20 prinzipiell den Einsatz der erfindungsgemäßen Maßnahmen für eine Presszange
1, bei welcher die Gesenke keine im Wesentlichen in Umfangsrichtung geschlossene Gesenkkontur
18 bilden. Vielmehr erfolgt hier die Einbringung von Kerben in das Werkstück über
Gesenke 12, welche hier in der Art von Dornen 85 ausgebildet sind. Auch hier sind
die Dorne 85 über Führungen 15 geführt, wobei hier die Führungen 15 die Dorne 85 ebenfalls
translatorisch in radialer Richtung führen. In diesem Fall bildet der Schwenkring
11 Führungsnuten 86 aus, welche gegenüber der Umfangsrichtung geneigt sind. In diese
Führungsnuten 86 greift der Dorn 85 mit einem Stift ein. Infolge dieser Kopplung führt
die Verschwenkung des Schwenkrings 11 zu einer Bewegung der Dorne 85 radial nach innen,
was mit dem Verpressen des Werkstücks einhergeht.
[0069] Fig. 21 zeigt eine Ausführungsform einer Presszange 1 ohne Einsatz eines Kniehebelmechanismus
33. Vielmehr ist hier der bewegliche Handhebel 5 unmittelbar verschwenkbar an der
Deckplatte 2 und damit dem festen Handhebel 3 gelagert. Der Federfußpunkt 20 des Federelements
7 ist unmittelbar an einem über den Anlenkpunkt des Handhebels 5 an dem Handhebel
3 hinausragenden Endbereich des Handhebels 5 angelenkt, was hier über einen Lagerbolzen
87 des Federelements 7 erfolgt, der in einem Langloch 88 des Handhebels 5 aufgenommen
ist.
[0070] Fig. 22 zeigt eine weitere Ausführungsform der Presszange 1, welche grundsätzlich den in
den Fig. 1 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht. Allerdings ist hier
die Kontur der Führungsbahn 24 derart gewählt, dass diese ausschließlich konkave Teilbereich
64, 65 besitzt, welche über einen geradlinigen Teilbereich 89 miteinander verbunden
sind.
[0071] Fig. 23 und
24 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Presszange, wobei Fig. 23 die Presszange
in der Öffnungsstellung mit montierter Deckplatte zeigt und Fig. 24 die Presszange
ebenfalls in der Öffnungsstellung, aber ohne montierte Deckplatte zeigt. Diese Ausführungsform
entspricht grundsätzlich der Ausführungsform der Presszange 1 gemäß Fig. 1 bis 11
oder Fig. 22. Allerdings ist das Federelement 7 mit einer zusätzlichen Führung 90
geführt. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel erfolgt die Führung in dem Bereich
des Federfußpunkts 20. Die Führung 90 ist von einem durch das Federelement 7 getragenen
Führungsstift 91 gebildet, der in einer Führungsnut oder einem Langloch 92 der Deckplatten
2 geführt ist. Vorzugsweise erstreckt sich das Langloch 92 in Umfangsrichtung um die
Gesenkachse 13.
[0072] Für die dargestellten Ausführungsformen ist das Führungsteil 25 an dem festen Handhebel
3 befestigt, während die Rolle 23 gegenüber dem beweglichen Handhebel 5 drehbar gelagert
ist. Möglich ist aber durchaus auch, dass das Führungsteil 25 an dem beweglichen Handhebel
5 befestigt ist, während die Rolle 23 gegenüber dem festen Handhebel 3 drehbar gelagert
ist.
[0073] Möglich ist, dass für eine handbetätigte Presszange und eine fremdkraftbetätigte
Presszange im Rahmen der Erfindung derselbe Grundaufbau verwendet wird, wobei dann
bei der manuell betätigten Presszange als Antriebselemente Handhebel verwendet werden,
während für die fremdkraftbetätigte Presszange anstelle der Handhebel an einen Aktuator
abgelenkte Antriebselemente verwendet werden. Um lediglich ein einfaches nicht beschränkendes
Beispiel zu nennen kann für eine fremdkraftbetätigte Presszange auch der feste (Hand-)Hebel
gekürzt ausgebildet sein und an einem festen Widerlager abgestützt sein, während an
dem beweglichen (u. U. ebenfalls kürzer ausgebildeten) (Hand-)Hebel eine Pleuelstange,
ein Stößel o. ä. des Aktuators angelenkt ist. U. U. ist eine fremdkraftbetätigte Presszange
dabei ohne Zwangsgesperre ausgebildet.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0074]
- 1
- Presszange
- 2
- Deckplatte
- 3
- fester Handhebel
- 4
- Zangenkopf
- 5
- beweglicher Handhebel
- 6
- Antriebsmechanismus
- 7
- Federelement
- 8
- Kraft-Weg-Ausgleichselement
- 9
- festes Betätigungselement
- 10
- bewegliches Betätigungselement
- 11
- Schwenkring
- 12
- Gesenk
- 13
- Gesenkachse
- 14
- Lagerbolzen
- 15
- Führung
- 16
- Betätigungsfläche
- 17
- Gegen-Betätigungsflächen
- 18
- Gesenkkontur
- 19
- Federfußpunkt
- 20
- Federfußpunkt
- 21
- Lagerbolzen
- 22
- Lagerbolzen
- 23
- Rolle
- 24
- Kurvenbahn
- 25
- Führungsteil
- 26
- Lagerbolzen
- 27
- Lagerbolzen
- 28
- Sperrverzahnungshebel
- 29
- Hebelteil
- 30
- Hebelteil
- 31
- Sperrverzahnung
- 32
- Langloch
- 33
- Kniehebelmechanismus
- 34
- Kniehebel
- 35
- Kniehebel
- 36
- Kniewinkel
- 37
- Umfangsrichtung
- 38
- radiale Richtung
- 39
- Sperrnase
- 40
- Sperrklinge
- 41
- Antriebselement
- 42
- Antriebselement
- 43
- Biegebalken
- 44
- Spiral- oder Kreisbogenfeder
- 45
- Längsachse
- 46
- Symmetrieachse
- 47
- Querschnitt
- 48
- Zwangsgesperre
- 49
- Bohrung
- 50
- Vorsprung
- 51
- Federfusspunkt
- 52
- weitere Feder
- 53
- Federfusspunkt
- 54
- Handgriff
- 55
- Handgriff
- 56
- Positioniereinrichtung
- 57
- Aufnahme
- 58
- Positionierstrebe
- 59
- Lagerbolzen
- 60
- Schlitz
- 61
- Schenkel
- 62
- Bohrung
- 63
- Aussparung
- 64
- konkaver Teilbereich Kurvenbahn
- 65
- konkaver Teilbereich Kurvenbahn
- 66
- konvexer Teilbereich Kurvenbahn
- 67
- Handkraft
- 68
- Betätigungsweg
- 69
- Kurve
- 70
- Kurve
- 71
- Kurve
- 72
- Kurve
- 73
- Kurve
- 74
- Kurve
- 75
- Kurve
- 76
- Kurve
- 77
- Kurve
- 78
- Kurve
- 79
- Kurve
- 80
- Kurve
- 81
- Kurve
- 82
- Höhe
- 83
- Druckhebel
- 84
- Kniegelenk
- 85
- Dorn
- 86
- Führungsnut
- 87
- Lagerbolzen
- 88
- Langloch
- 89
- geradliniger Teilbereich
- 90
- Führung
- 91
- Führungsstift
- 92
- Langloch
- 93
- Feder
1. Presszange (1) zum Verpressen eines Werkstücks mit
a) zwei Antriebselementen (41, 42),
b) einem Zangenkopf (4),
c) zwei im Bereich des Zangenkopfes (4) angeordneten Betätigungselementen (9, 10),
welche Gesenke (12) betätigen, zwischen welchen das Werkstück verpresst werden kann,und
d) einem Federelement (7), welches
da) in den Kraftfluss zwischen den Antriebselementen (41, 42) und den Gesenken (12)
angeordnet ist und
db) ein Kraft-Weg-Ausgleichselement (8) bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass
e) das das Kraft-Weg-Ausgleichselement (8) bildende Federelement (7) im Bereich des
Zangenkopfes (4) angeordnet ist.
2. Presszange (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) ein Antriebsmechanismus (6) vorhanden ist, welcher zwischen die Antriebselemente
(41, 42) und die Betätigungselemente (9, 10) zwischengeordnet ist, und
b) das Federelement (7) im Kraftfluss zwischen den Antriebsmechanismus (6) und die
Betätigungselemente (9, 10) zwischengeordnet ist.
3. Presszange (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federfusspunkt (19) des Federelements (7) an einem der Betätigungselemente (10)
befestigt ist.
4. Presszange (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7) als Biegebalken (43) ausgebildet ist.
5. Presszange (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7) in Plattenbauweise ausgebildet ist.
6. Presszange (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federelement (7) in Umfangsrichtung um eine Gesenkachse (13) erstreckt.
7. Presszange (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7) als Kreisbogenfeder oder Spiralfeder (44) ausgebildet ist.
8. Presszange (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegebalken (43) eine in Richtung seiner Längsachse (45) variierende Biegesteifigkeit
besitzt.
9. Presszange nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenträgheitsmoment des Biegebalkens (43) von dem Federfußpunkt (20), an welchem
die Beaufschlagung durch den Antriebsmechanismus (6) erfolgt, zu einem diesem Federfußpunkt
in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Querschnitt (46) des Biegebalkens (43) zunimmt.
10. Presszange nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenträgheitsmoment des Biegebalkens (43) symmetrisch ist zu einer Symmetrieachse
(46), welche in etwa durch den Federfußpunkt (20), an welchem die Beaufschlagung durch
den Antriebsmechanismus erfolgt, und dem diesem Federfußpunkt (20) in Umfangsrichtung
gegenüberliegenden Querschnitt (47) des Biegebalkens (43) verläuft.
11. Presszange (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) ein Betätigungselement (9) Führungen (15) für Gesenke (12) aufweist und
b) ein Betätigungselement (10) Betätigungsflächen (16) für die Gesenke (12) aufweist,
c) wobei eine relative Bewegung der Betätigungselemente (9, 10) eine Bewegung der
Gesenke (12) relativ zu den Führungen (15) zur Folge hat, welche durch den Kontakt
der Betätigungsflächen (16) mit den Gesenken (12) veranlasst wird.
12. Presszange (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) die Betätigungselemente (9, 10) relativ zueinander um die Gesenkachse (13) verschwenkt
werden,
b) die Gesenke (12) verschwenkbar gegenüber den Führungen (15) gelagert sind und
c) die relative Verschwenkung der Betätigungselemente (9, 10) eine Verschwenkung der
Gesenke (12) relativ zu den Führungen (15) zur Folge hat, welche durch den Kontakt
der Betätigungsflächen (16) mit den Gesenken (12) veranlasst wird.
13. Presszange (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus (6) mit einem Kniehebelmechanismus (33) gebildet ist.
14. Presszange (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebelmechanismus (33) mit einer Rolle (23) und einem Führungsteil (25) gebildet
ist, wobei die Rolle (23) über den Arbeitshub an dem Führungsteil (25) abwälzt.
15. Presszange (1) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) das Führungsteil (25) an einem Antriebselement (41) befestigt ist, an welchem ein
Betätigungselement (9) befestigt ist, und
b) die Rolle (23) an dem anderen Antriebselement (42), an welchem das mit dem anderen
Betätigungselement (10) verbundene Federelement (7) angelenkt ist, drehbar gelagert
ist.
16. Presszange (1) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Federelement (52) vorhanden ist, welches eine Anpresskraft der Rolle
(23) an dem Führungsteil (25) bereitstellt.
17. Presszange (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federfusspunkt des weiteren Federelements (52) auf das Federelement (7) einwirkt.
18. Presszange (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwangsgesperre (48) vorhanden ist.
19. Presszange nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass das Zwangsgesperre (48) mit einem Sperrverzahnungshebel (28) gebildet ist,
a) welcher drehbar um die Drehachse der Rolle (23) gelagert ist und
b) von dem ein der Sperrverzahnung (31) gegenüberliegender Endbereich über ein Langloch
(32) mit dem Antriebselement (41) verbunden ist, an welchem das Führungsteil (25)
befestigt ist.
20. Presszange (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, mit der Presszange (1) unter Nutzung
a) des Kraft-Weg-Ausgleichs infolge des Kraft-Weg-Ausgleichselements (8) und/oder
b) der Bewegung der Rolle (23) entlang der Kurvenbahn (24) des Führungsteils (25)
mit einer Veränderung der Größen- und Winkelverhältnisse des Kniehebelmechanismus
(33)
Werkstücke mit unterschiedlichen zu verpressenden Querschnittsflächen verpressbar
sind, wobei für zwei unterschiedliche mit der Presszange verpressbare Werkstücke die
Querschnittsflächen zumindest um den Faktor 30 voneinander abweichen.
21. Presszange (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Zangenkopf (4) eine Positioniereinrichtung (56) für mindestens ein Werkstück
angeordnet ist.
22. Presszange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7) über eine Führung (90) geführt ist.