Pressen waren schon lange vor der Erfindung der Kniehebelpresse in Handwerk und Gewerbe bekannt, doch 1817 entwickelte Diedrich Uhlhorn ein Modell, dessen Funktionsweise auf dem Kniehebeleffekt beruht. Er nutzte seine Hebelpresse zum Prägen von Medaillen und Münzen. In vielen kleineren Betrieben wird sie bis heute eingesetzt.
Kniehebelpressen nutzt man zum Bearbeiten und Herstellen unterschiedlichster Erzeugnisse. Typische Einsatzgebiete sind Handarbeitsplätze zum Erstellen kleiner und mittlerer Serien. Wir finden sie beispielsweise in der Fertigungstechnik, wo sie zum Prägen, Tiefziehen, Pressen, Druck- und Spritzgiessen verwendet werden. Im grafischen Gewerbe dienen sie als Druckpressen für Tiefdruck- und Hochdruckverfahren sowie den Steindruck (Lithografie).
Was ist der Kniehebeleffekt?
Ein Kniehebel besteht aus wenigstens zwei durch Gelenke verbundenen Hebelteilen. Nach dem Hebelgesetz wird beim Betätigen ein grosser Hubweg mit geringer Kraft in einen kleinen Hubweg mit grosser Kraft umgesetzt oder umgekehrt. (Einfachstes Prinzip ist die Astschere). Beim Kniehebelprinzip verschiebt sich das Übersetzungsverhältnis zwischen der aufgewendeten und der resultierenden Kraft während der Belegung kontinuierlich. Am Ende der Bewegung wird eine ausserordentlich hohe Druckkraft erzeugt. Eine Feder unterstützt die Rückholbewegung. Die unterschiedlichen Druckgeschwindigkeiten und Druckintensitäten erlauben individuelle Arbeitsschritte. Kniehebelpressen können Sie unter anderem bei Toolster kaufen.
Die Kniehebelpresse nach dem Vorbild von Uhlhorn
Zwei Hebel, die die Anatomie des menschlichen Knies nachahmen, erzeugten den Druck, der zum Pressen notwendig ist. Uhlhorn nutzte die Presse zwar zum Prägen von Münzen, doch sie eignet sich auch sehr gut zum Obstpressen. Bei einer Kniehebel-Obstpresse wird durch Betätigung eines Handrads die eingebaute Pressplatte nach unten geführt und drückt auf die Obstmasse in einem Behälter. Das Drehen eines Rades erzeugt weiterer Druck und die Druckplatte wird kräftig nach unten gedrückt. Der Kniehebelapparat kommt erst dann zum Einsatz, wenn starker Druck notwendig wird. Bei mechanisch betriebenen Tisch- oder Ständerpressen wird die Presskraft durch die indirekte Hebelwirkung verstärkt. Derartige Pressen lassen sich durch integrierte Sensoren zusätzlich überwachen. Werden die vorgegebenen Sollwerte über- oder unterschritten, gibt der Sensor eine Fehlermeldung aus. Gleichzeitig ist auch eine automatische Entkopplung des Antriebs möglich.
Kniehebel sind bei vielen Alltagsgegenständen üblich
Kniehebel begegnen uns im Alltag häufig, denn durch den Kniehebeleffekt lassen sich Verschlüsse besonders schnell öffnen und schliessen. Wir finden sie in Form von Schnappverschlüssen an Koffern, Türen und Flaschen oder an der Springform. Auch der Skischuh wird mittels Kniehebel in den Ski eingespannt. Der Bügelverschluss an der Flasche benötigt den Gummiring als elastisches Element und einen Totpunkt. (Wenn Gelenke und die einwirkende Kraft auf einer Linie liegen, spricht man in der Mechanik von Totpunkt.) Beim Verschliessen zieht man den Porzellankopf der Flasche über einen Bügel nach unten. Am Totpunkt tritt die grösste Schliess- und Öffnungskraft dann auf, wenn das Zugmetall senkrecht steht. Das führt dazu, dass der Gummiring am stärksten zusammengepresst wird und die Flasche dicht abschliesst.
Anders als Bügelverschlüsse ist die Kniehebelpresse heute weniger populär. Ihr Vorteil war, dass mit zunehmendem Widerstand des zu pressenden Körpers auch die Presskraft wuchs. Infolge der grösseren Reibung nutzte sich die Handpresse im Vergleich zu hydraulischen Pressen aber viel stärker ab. Letztendlich konnte sie sich für die Massennutzung nicht durchsetzen.