CN102734267A - 带液压组件的液压操作装配装置以及连接至少两个元件的连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带液压组件的液压操作装配装置以及一种通过液压操作装配装置来连接至少两元件的连接方法。本发明以设定方式使用活塞的预冲程腔和返回冲程腔、以及压紧装置腔中的一定容积流量的液压流体，其中活塞与柱塞连接，压紧装置腔与插入式活塞和压紧装置连接；因而与传统连接方法相比，本发明的周期时间减小。

Description

带液压组件的液压操作装配装置以及连接至少两个元件的连接方法

技术领域

本发明涉及一种带液压组件的液压操作装配(setting)装置，用于在至少两元件之间进行连接，本发明尤其涉及一种铆钉装配装置。本发明还涉及一种连接至少两元件的连接方法，尤其涉及一种冲孔铆钉的装配方法或钉合方法，所述方法借助于液压操作装配装置来实现。本发明还涉及在至少两元件之间进行连接，所述连接是借助于液压操作装配装置或所述连接方法来进行的。 

背景技术

本发明涉及一种液压操作装配装置，借助于液压组件将增压的液压流体输送到该液压操作装配装置中。液压流体被输送到液压操作装配装置的活塞/缸体结构中，从而推动柱塞来插入连接元件(如冲孔铆钉)，也推动压紧装置或突出部。因此该液压操作装配装置与液压组件连接。液压组件包括用于储存液压流体(如油)的箱。另外，液压组件装配有泵，泵将箱中的液压流体泵送到液压操作装配装置中。因为液压操作装配装置通常设置在工业机器人上，因而用来输送液压流体的长液压软管将液压组件与液压操作装配装置连接。通过液压组件产生一定压力和容积流量的液压流体，根据所述压力和容积流量，形成将铆钉固定在至少两元件上所需的一定的周期时间。另外，柱塞和压紧装置运行过程中液压缸的速度影响装配过程的周期时间。 

因为带液压组件的公知装配装置的周期时间不令人满意，因而本发明的一个目的是提供一种带液压组件的装配装置、以及用于连接至少两个元件的连接方法，与现有技术相比，本发明的连接两元件的连接方法所需的周期时间要短。 

发明内容

根据独立权利要求1和4所述的内容，通过带液压组件的液压操作装配装置可解决上述问题，该液压操作装配装置用于在至少两元件之间进行连接，这种液压操作装配装置尤其是一种铆钉装配装置。另外，根据独立权利要求13所述的内容，本发明的用于连接至少两个元件的连接方法，尤其是一种冲孔铆钉装配方法和钉合方法，可解决上述问题。另外，根据权利要求19和20所述的内容，本发明包括至少两元件之间的连接，尤其是一种冲孔铆钉连接或钉合连接，通过上述连接方法或上述液压操作装配装置进行所述连接。通过下面的描述、附图及所附的权利要求书可显示本发明的有益实施例及其他改进实施例。 

根据本发明的液压操作装配装置带有液压组件，用于在至少两元件之间进行连接，所述液压操作装配装置尤其是一种铆钉装配装置，所述液压操作装配装置具有下述特征：液压组件，液压组件具有用于液压流体的箱、用于将液压流体泵送到液压操作装配装置中的泵、至少一根泵软管和至少一根箱用软管，所述泵软管通过泵和阀块体将所述箱与液压操作装配装置连接，所述箱用软管通过所述阀块体将所述箱与液压操作装配装置连接；双作用缸，该双作用缸具有预冲程腔和返回冲程腔，带活塞杆的活塞能够运动地设置在该双作用缸中，所述活塞用于使液压操作装配装置的柱塞运动；单作用缸，所述单作用缸具有压紧装置腔，插入式活塞能够运动地设置在该单作用缸中，插入式活塞用于使压紧装置运动；其中，所述阀块体包括多个阀，通过所述多个阀的作用，返回冲程腔能够与泵和压紧装置腔连接，从而从压紧装置腔中排出的一定容积流量的液压流体促进活塞的复位运动。 

在装配过程中，液压流体首先被泵送到双作用缸的预冲程腔中，双作用缸中的活塞杆在装配方向上推动柱塞朝待连接的元件运动。该过程中从双作用缸的返回冲程腔中排出的一定容积流量的液压流体被输送到预冲程腔和压紧装置腔中，从而通过增加的液压流体的容积流 量来促进(优选为加速)在装配方向上输送活塞、柱塞及压紧装置。因此，用来驱动液压操作装配装置的柱塞的双作用缸被设计为不同于差动缸，位于预冲程腔中的、不带活塞杆的活塞表面大于位于返回冲程腔中的、带活塞杆的活塞表面。 

在通过预冲程腔中的足够高的液压已使柱塞移动至所述元件且在两元件之间进行连接之后，必须在与装配方向相反的方向上通过双作用缸使所述柱塞复位且通过所述插入式活塞使压紧装置复位，从而可开始新的连接过程。当带压紧装置的插入式活塞在与装配方向相反的方向上在压紧装置腔中运动时，液压流体从压紧装置腔中被排出。根据本发明，该被排出的一定容积的液压流体被输送到双作用缸的返回冲程腔中以增加液压容积流量，从而可在与装配方向相反的方向上使带所述柱塞的活塞复位。通过该增加的液压流体的容积流量来加快与所述柱塞相连的活塞的运动。 

柱塞从初始位置移到连接位置来进行连接、然后柱塞返回到初始位置，由于上述过程的持续时间产生了装配过程的周期时间，因而通过控制上述液压流体的容积流量可加快带柱塞的活塞的运动，从而缩短了周期时间。 

根据液压操作装配装置的优选实施例，压紧装置与柱塞机械地连接，从而柱塞通过在与装配方向相反的方向上运动带动压紧装置一起运动，和/或压紧装置通过在装配方向上的运动带动柱塞一起运动。由于这种机械连接，一方面，被输送到压紧装置腔中的所述一定容积流量的液压流体促进柱塞在装配方向上的运动。另一方面，柱塞带动压紧装置一起运动促进了液压流体从压紧装置腔中排出，所排出的液压流体然后被输送到活塞的返回冲程腔中。与公知的装配装置相比，从压紧装置腔被导出并被导入返回冲程腔中的所述一定容积流量的液压流体可保证带柱塞的活塞加速返回到初始位置。 

根据另一优选实施例，用来转换所述一定容积流量的液压流体的阀块体靠近液压操作装配装置布置，从而使得所述箱和阀块体之间的泵软管和箱用软管长度为5-30米，优选为8-22米。泵软管和箱用软 管都用来便于液压流体在液压操作装配装置和液压组件之间循环流动。由于软管具有一定长度，软管能容纳一定容积的液压流体。因为泵软管和箱用软管由柔性材料制成，因而可承受得住以大约20-30公升/分(l/min)的容积流量输送液压流体以及承受得住高达300巴的液压力，泵软管和/或箱用软管也都起到储存液压能的作用，因而可在一定压力下将液压流体密封在所述泵软管和/或箱用软管中，然后在某时刻选择性地将液压流体及时释放出来。优选地，这样将加压的液压流体从泵软管和/或箱用软管中不确定地释放出来有助于加快柱塞朝待连接的元件的进给运动。优选地，将在先装配过程中被加压的液压流体被密封在泵软管和/或箱用软管中，从而可避免由于释放液压流体而损失能量且防止了液压流体流入液压组件的箱中。 

根据本发明的装配装置的另一实施例，通过多根软管，所述阀块体至少与预冲程腔、返回冲程腔和压紧装置腔连接，所述软管长度均为0.15-6米，优选为0.3-3米。 

阀块体和在所述阀块体中形成的阀控制流入液压操作装配装置的不同腔中的液压流体的容积流量。通过缩短阀块体和液压操作装配装置的缸体之间的液压软管，就会缩短液压操作装配装置中的液压流体的周期时间。通过阀块体驱动的一定容积流量的液压流体不需要首先运行穿过泵软管和箱用软管而在液压操作装配装置的壳体中致动驱动功能。相反，被阀块体控制和释放的液压流体只是经由较短的路程回流到装配装置中，从而，与传统系统相比，从阀致动到液压操作装配装置作出相应反应这一过程之间的时间缩短了。阀一旦释放出一定容积流量的液压流体，该一定容积流量的液压流体就通过阀块体和装配装置的预冲程腔、返回冲程腔以及压紧装置腔之间的、短的连接软管直接流入合适腔中，从而在该合适腔中产生所需的运动。阀块体和液压操作装配装置之间的连接软管的优选长度可保证减小液压、保证减小液压流体中的能量损失。 

相对于被连接的泵软管和被连接的箱用软管而言，将阀块体设计为液压操作装配装置的减压元件是优选的。阀块体优选还包括至少两 个压力传感器，通过所述压力传感器可检测预冲程腔和压紧装置腔中的压力。根据本发明的另一优选实施例，液压操作装配装置的阀块体与由液压操作装配装置的双作用缸和单作用缸构成的缸体结构组合成一体。通过这种结构，阀块体和预冲程腔、返回冲程腔和压紧装置腔之间的软管可被进一步缩短或甚至被省掉。这种结构设计可缩短液压流体在转换阀和双作用缸之间的流动距离，其中液压流体推动柱塞以及带插入式活塞的缸体，从而推动压紧装置。这种紧凑的结构可使例如紧固到工业机器人上的液压操作装配装置的干扰轮廓小。 

本发明包括带液压组件的液压操作装配装置，用于在至少两元件之间进行连接，该液压操作装配装置尤其是一种铆钉装配装置，该液压操作装配装置包括下述特征：a)液压组件，液压组件具有用于液压流体的箱、用于将液压流体泵送到液压操作装配装置中的泵、至少一根泵软管和至少一根箱用软管；泵软管通过泵和阀块体将所述箱与液压操作装配装置连接，箱用软管通过所述阀块体将所述箱与液压操作装配装置连接；b)双作用缸，双作用缸具有预冲程腔和返回冲程腔，带活塞杆的活塞能够运动地设置在该双作用缸中，活塞用于使液压操作装配装置的柱塞运动；c)单作用缸，单作用缸具有压紧装置腔，插入式活塞能够运动地设置在该单作用缸中，插入式活塞用于使所述压紧装置运动；d)其中，阀块体靠近液压操作装配装置布置，阀块体通过多根软管至少与预冲程腔、返回冲程腔及压紧装置腔连接，所述软管的长度均为0.15-6米，优选为0.3-3米。 

根据上述液压操作装配装置的可供选择的实施例，以设定方式缩短阀块体和液压操作装配装置的缸体之间的液压软管。基于这种结构，减小了液压操作装配装置中的液压流体的周期时间。通过阀块体驱动的一定容积流量的液压流体不需要首先运行穿过泵软管和箱用软管而在液压操作装配装置的壳体中致动驱动功能。相反，被阀块体控制和释放的液压流体经过的距离比连接液压操作装配装置的箱用软管和泵软管要短，从而，与传统系统相比，在阀致动与液压操作装配装置作出相应反应之间所需的时间缩短了。阀一旦释放出一定容积流量的液 压流体，该一定容积流量的液压流体就通过阀块体和液压操作装配装置的预冲程腔、返回冲程腔以及压紧装置腔之间的、短的连接软管而直接流入合适的腔中，从而在该合适的腔中进行所需的运动。阀块体和液压操作装配装置之间的连接软管的优选长度可保证减小液压、保证减小液压流体中的能量损失。 

在另一实施例中，本发明的可供选择的装配装置包括位于箱、泵和阀块体之间的泵软管和箱用软管，所述软管长度为5-30米，优选为8-22米。根据另一优选实施例，阀块体还包括多个阀，通过所述多个阀，所述返回冲程腔可与泵和压紧装置腔连接，这样，从压紧装置腔中流出的一定容积流量的液压流体促进活塞的复位运动。上面已经结合本发明的装配装置的第一实施例来描述了这些优选结构的实施例，这些优选实施例以同样方式可运用到本发明的装配装置的第二实施例中。 

本发明还公开了一种连接方法，尤其是一种用于冲孔铆钉的装配方法，通过带液压组件的液压操作装配装置来连接至少两个元件，该液压操作装配装置包括下述特征：液压组件，所述液压组件具有用于液压流体的箱、用于将液压流体泵送到液压操作装配装置中的泵、至少一根泵软管和至少一根箱用软管，所述泵软管通过泵和阀块体将箱与液压操作装配装置连接，所述箱用软管通过阀块体将所述箱与液压操作装配装置连接；双作用缸，该双作用缸具有预冲程腔和返回冲程腔，带活塞杆的活塞能够运动地设置在该双作用缸中以推动柱塞；单作用缸，该单作用缸具有压紧装置腔，一插入式活塞能够运动地设置在该单作用缸中以推动压紧装置；其中，所述阀块体包括多个阀，通过所述多个阀，返回冲程腔可与泵和压紧装置腔连接。其中装配方法具有下述步骤：a)将第一容积流量的液压流体引入预冲程腔和压紧装置腔中，从而使带柱塞的活塞和带压紧装置的插入式活塞在装配方向上从初始位置移开；b)在步骤a)中将返回冲程腔与预冲程腔和压紧装置腔连接，从而使第一返回流量的液压流体从返回冲程腔转出至预冲程腔和/或压紧装置腔中；c)在压紧装置和柱塞结合待连接的元件 之后增加预冲程腔中的液压力，通过将紧固件固定在所述元件中或使所述元件变形来进行连接；d)将第二容积流量的液压流体引入返回冲程腔中，从而使活塞向初始位置方向移动；以及e)在步骤d)中将压紧装置腔与返回冲程腔连接，使得第二返回流量的液压流体从压紧装置腔转出到返回冲程腔中，从而促进活塞移至初始位置。 

通过本发明的方法，在沿装配方向推动柱塞和压紧装置期间、以及在装配方向的相反方向上使柱塞和压紧装置复位期间，以设定方式转移一定液流量，从而所述一定液流量的液压流体促进(优选加速)带柱塞的活塞分别在相应方向上的运动。因此，在向待连接的元件输送带柱塞的活塞期间，从返回冲程腔排出的一定量的液压流体被输送到压紧装置腔和/或双作用缸的预冲程腔中。从返回冲程腔中输送出来的该一定容积流量的液压流体增大了泵所提供的液压流体的容积流量，从而使得双作用缸和/或带压紧装置的插入式活塞的运动加速。在双作用缸运动返回至其初始位置期间，通过带压紧装置的插入式活塞从压紧装置腔中排出的一定量的液压流体也被输送到双作用缸的返回冲程腔中。该增加的容积流量也确保使带柱塞的活塞加速回复到其初始位置。这样以设定方式转移一定容积流量的液压流体会使得带柱塞的活塞和带压紧装置的插入式活塞运动得更快，因而，与现有技术相比减小了连接过程的周期时间。 

根据本发明的连接方法的优选实施例，当活塞向其初始位置返回时，柱塞与带活塞杆的活塞带动插入式活塞(其带有压紧装置)一起运动。在这种连接中，优选地，一旦开始所述插入式活塞(其带有压紧装置)的带动运动，就开始上述步骤e)，从而插入式活塞将液压流体从压紧装置腔中排出。 

根据本发明的连接方法的另一优选实施例，在步骤a)开始之前在压力增加的情况下在泵软管中形成超压的液力空间，所述压力增加是与在步骤a)柱塞和压紧装置运动期间形成在泵软管中的液压相比而言的；以及，在步骤a)开始时释放该超压的液力空间，从而使带柱塞的活塞和带压紧装置的插入式活塞的运动被加速。如上所述，泵 软管至少可用来储存一定容积的加压液压流体的能量。这是因为泵软管和箱用软管是用柔性材料制成的。由于泵软管和/或箱用软管的连接路径中设置有阀，因而可有利地选择性地利用软管的柔性，从而，在装配过程结束之后，在预定压力或剩余压力下可将一定容积的液压流体密封在这些阀之间的区域中。由于在某规定时刻打开至少一个阀，因而储存在液力空间中的能量可被系统地释放出来。这样在打开阀的方向上就释放了加压的液力空间，从而该液力空间有助于促进柱塞和/或压紧装置的运动。 

根据本发明的连接方法的另一实施例，液压流体和使液压流体循环流动的元件被加热至所需的运行温度，所述元件尤其是阀块体、阀、软管，其中液压流体通过泵软管、阀块体中的减压阀以及箱用软管而被泵送到箱中；液压流体经过减压阀之前压力增加、经过减压阀之后压力减小，从而加热所述液压流体。 

本发明还包括至少两元件之间的连接，尤其是冲孔铆钉连接或钉合连接，通过上述连接方法或上述带液压组件的液压操作装配装置来进行所述连接。 

附图说明

参照附图将更详细地说明本发明的优选实施例，附图如下： 

图1示意性示出了带液压组件的液压操作装配装置的优选实施例； 

图2简明示出了图1中的液压操作装配装置； 

图3示出了本发明的连接方法的优选实施例的独立的操作次序； 

图4以流程图的形式示出了连接方法的优选实施例。 

具体实施方式

图1示意性示出了带液压组件10的液压操作装配装置S。液压组件10包括箱14，箱14内含公知的诸如油的液压流体。液压组件还具有泵12，泵12通过管线13将液压流体从箱14泵送到液压操作装配 装置S中。通过泵软管16将液压流体输送到液压操作装配装置S中。液压流体通过箱用软管18从液压操作装配装置S回流到箱14中。 

阀块体20设置在液压组件10和液压操作装配装置S之间，阀块体20控制在液压组件10和液压操作装配装置S之间流转的液压流体的容积流量。阀块体20通过多个阀来控制从液压组件10流入液压操作装配装置S的不同区域24、36、44的液压流体的容积流量。阀块体还控制液压操作装配装置的不同区域34、36、44之间的液压流体的不同容积流量、以及控制从液压操作装配装置S流到液压组件10的箱14中的液压流体的容积流量。 

液压操作装配装置S具有双作用缸30。双作用缸30的活塞32将双作用缸30再细分成预冲程腔34和返回冲程腔36。根据图1，活塞32底部设置有活塞杆，活塞杆与压杆或柱塞38连接。根据这种结构，邻近预冲程腔34的活塞表面A₁大于邻近返回冲程腔36的活塞表面A₂。 

液压操作装配装置S还包括单作用缸40。插入式活塞42设置在单作用缸40的压紧装置腔44中。插入式活塞42与压紧装置48连接，压紧装置48用于在将要连接元件B之前、连接元件B期间和/或连接元件B之后使所述元件B不动。 

液压操作装配装置S与工业机器人R连接，工业机器人R推动液压操作装配装置S至相应的连接处。液压操作装配装置S优选具有C形框架。应理解为液压操作装配装置S也装配有作用力传感器和路径传感器以获取连接过程中由柱塞38所施加的连接力和柱塞38所经过的路径。以同样方式，优选地液压操作装配装置S装配有用于供送连接元件的供给装置，所述连接元件尤其为冲孔铆钉或螺栓。供给装置被设计为用来供送一种或不同几何结构的连接元件给液压操作装配装置S。 

液压操作装配装置S通过在装配方向上(即在朝向元件B的方向上)移动柱塞38来在元件B之间进行连接。例如可通过冲孔铆钉或螺栓来实现这种连接，也优选通过钉合的方式来在元件B之间进行连 接。 

阀块体20靠近液压操作装配装置S、远离液压组件10布置；阀块体20用来控制液压流体的容积流量，从而可控制预冲程腔34、返回冲程腔36和压紧装置腔44中的液压流体所产生的压力。因而，液压组件10和阀块体20之间的泵软管16和箱用软管18的长度优选为5-30米。根据另一优选实施例，泵软管16和箱用软管18的长度大致为15-20米。 

根据本发明的一个可供选择的实施例，阀块体20靠近液压操作装配装置S布置，即，阀块体20优选紧固在液压操作装配装置S上或与液压操作装配装置S的缸体结构30、40组合成一体。根据另一优选实施例，阀块体20设置在液压操作装配装置S的C形框架上或设置在靠近液压操作装配装置S的机器人R上。根据阀块体10的这种布置结构，将阀块体与预冲程腔32、返回冲程腔36和压紧装置腔44连接的液压管线52、54、56仅需要长度为0.15-6米(优选为0.3-3米)的软管。这种结构的实施例也优选可作为下述本发明另一可供选择的液压操作装配装置S的补充。 

液压操作装配装置S通过泵软管16和箱用软管18与液压组件10连接。泵软管16和箱用软管18的上述长度可保证液压组件10的任何布置结构，从而可确保向液压操作装配装置S可靠地供送液压流体。泵软管16和箱用软管18保证了足够容量的液压流体出现在阀块体20中，从而可通过阀块体20来控制液压操作装配装置S。 

阀块体20和液压操作装配装置S之间的连接软管或管线52、54、56比泵软管16和箱用软管18要相对短一些，因而，与长软管相比，被致动的一定容积流量的液压流体能够更快到达液压操作装配装置S、更快速地在液压操作装配装置S的液压流体中产生压力。与传统液压操作装配装置相比，由于产生压力更快，因而缩短了操作液压操作装配装置S的周期时间，由于缩短了操作液压操作装配装置S的周期时间，从而缩短了连接操作的周期时间。 

优选在第一差动转换中操作双作用缸30。因此，活塞32的分别 靠近预冲程腔34的表面A₁和靠近返回冲程腔36的表面A₂尺寸被设计为不同。例如，如果相同液压力作用在预冲程腔34和返回冲程腔36中，由于活塞32两侧表面A₁、A₂尺寸不同，因而作用在活塞32相反两侧的力也不同，从而推动活塞32动作。根据一实施例，双作用缸30的活塞32的两表面A₁和A₂之比，即表面比Φ(A₁/A₂)在1.1-1.8范围内，优选在1.15-1.4范围内。 

施加在活塞32的两表面A₁、A₂上的力不同使得活塞32在作用力更大的方向上移动。一定容积流量的液压流体在更大压力的作用下被引入腔34、36、44中，从而促进了活塞在作用力更大的方向上的运动。以这种方式，不需较大改变作用力就能加快活塞32的运动速度。 

根据本发明的液压操作装配装置的另一可供选择的实施例，返回冲程腔36和压紧装置腔44通过第二差动转换被相互连接。这种结构的实施例也优选作为本发明的上述可供选择的液压操作装配装置S的补充。 

活塞32的底侧A₂和插入式活塞42的顶侧表面之比Φ₂优选为1.5-5，最好为1.8-3.6。 

为了促进第一差动转换和第二差动转换，带柱塞38的活塞32的活塞杆和带压紧装置48的插入式活塞42可相互机械地连接。设计机械连接件39使得在装配方向上(即朝元件B的方向上)运动期间带压紧装置的插入式活塞42通过活塞杆和柱塞38带动活塞32一起运动。当带柱塞38的活塞32在装配方向的相反方向(即远离元件B的方向)上运动时，活塞32通过柱塞38带动插入式活塞42和压紧装置一起运动。 

通过这种带动运动，从返回冲程腔36或压紧装置腔44中排出一定容积流量的液压流体。泵12通过泵软管16首先与预冲程腔34连接、然后将恒定容积流量的液压流体输送到预冲程腔34中。第一差动转换使得带柱塞38的活塞32在装配方向上运动，为了促进或加速活塞32的这种运动，从返回冲程腔36中排出的液压流体被输送到预冲程腔34中。在另一运行状态下，泵12通过泵软管16与返回冲程腔36连 接，从而柱塞38带动压紧装置48。第二差动转换使得带柱塞38的活塞32在相反于装配方向的方向上运动，为了促进和加速这种运动，从压紧装置腔44中排出的液压流体被输送到返回冲程腔36中。分别增加上述相应腔中的液压流体的容积流量可保证促进活塞32已经在一个方向或另一方向上所进行的运动。 

为了可靠监测液压操作装配装置S的不同腔34、36和44中的压力状态，至少将预冲程腔34和压紧装置腔44分别与单独的压力传感器连接。优选地，返回冲程腔36也装配有压力传感器。 

根据另一优选实施例，阀块体20并不仅仅用于将泵软管16和箱用软管18与液压操作装配装置S连接。阀块体20还减小了泵软管16和箱用软管18中的压力，从而通过泵软管16和箱用软管18产生的牵引力不会传递给液压操作装配装置S。 

根据另一优选实施例，带多个阀的阀块体20与由双作用缸30和单作用缸40构成的缸体结构30、40组合于一体。根据这种结构，不需要将阀块体20设置为液压操作装配装置S上的单独部件，或不需要将阀块体20设置为靠近液压操作装配装置S布置的单独部件，例如不需将阀块体20设置在液压操作装配装置S的C形框架或机器人R上。泵软管16和箱用软管18然后直接连接到液压操作装配装置S的缸体结构30，40上，其中液压操作装配装置S与阀块体20组合成一体。根据这种结构，还能减小液压操作装配装置S的干扰轮廓，从而在到达连接处(在该连接处元件B被相互连接)时的灵活性更大。 

图2-4示出了本发明的连接方法的优选实施例。图3根据液压操作装配装置S的六个选定状态示意性示出了连接方法，显示了连续步骤1-6。图2解释了图3示意性示出的液压操作液压操作装配装置S。图4以流程图示出了本发明的连接方法的优选实施例。 

图2简明、示意性示出了液压操作液压操作装配装置S。此图中省掉了液压组件10。毫无疑问，图2所示的液压操作液压操作装配装置S也是通过液压组件10(其具有泵12和箱14)的泵软管16和箱用软管18被输送液压流体的。 

图2中的液压操作装配装置S包括双作用缸30，活塞32设置在双作用缸30中。活塞32将双作用缸再分成预冲程腔34和返回冲程腔36。液压流体通过连接装置或相应的管线52而被输送到预冲程腔34中，液压流体通过连接装置或相应的管线54而被输送到返回冲程腔36中。活塞32的一侧与活塞杆连接，而活塞杆又与柱塞38连接。液压操作液压操作装配装置S还具有单作用缸40，插入式活塞42设置在单作用缸40中。插入式活塞42在压紧装置腔44中运动，液压流体通过连接装置或相应的管线56而被输送到压紧装置腔44中。插入式活塞42与压紧装置48连接。活塞杆或柱塞38与压紧装置48在附图标记39所示位置处相互机械连接，从而所述压紧装置在装配方向上运动期间带动活塞32，活塞32在装配方向的相反方向上运动期间柱塞38带动压紧装置48和插入式活塞42。示意性示出冲孔铆钉N设置在柱塞38的底部(从液压操作装配装置所示)。当柱塞在装配方向上进一步运动时，冲孔铆钉N就被固定在元件B中。液压操作液压操作装配装置S与液压组件10相连，液压组件10的泵12通过阀块体20以恒定供给流量将液压流体从箱14供送到液压操作装配装置S中。泵12的供给流量优选为15-30公升/分(l/min)。 

在液压操作装配装置S的可选预备步骤中，在步骤S0加热液压流体以避免液压流体的温度变化引起运行波动。因此，液压流体在液压组件10和阀块体20之间循环流动。阀块体20防止待加热的液压流体通过一组管线52、54、56流入液压操作装配装置S中。减压阀(优选为可调节的比例阀)设置在阀块体20中。泵12通过泵管线16将液压流体从箱14中泵送到阀块体20中。减压阀阻挡液压流体，从而使阀块体20上的压力增加。液压流体中的所述压力优选增加至70-150巴(bar)，更优选增加至125巴(bar)。阀块体20处的液压流体压力一旦超过压力阀的设定值，减压阀就打开液压管线，从而，液压流体经过减压阀之后液压减小，液压流体通过箱用管线18回流到箱14中。因为阀块体20直接设置在液压操作装配装置S上，大约90％的液压流体会通过阀块体20中的减压阀循环流动。因为在液压流体经过减压 阀之前液压增加，在经过减压阀之后液压再次下降，因而由于压力改变会加热液压流体。如果压力改变值为100巴，液压流体就被加热6K。 

优选在10-15分钟的时段内使液压流体在液压组件10和阀块体20的减压阀之间循环流动，直到达到所需的运行温度为止，运行温度优选为30-60℃，最好大致为40℃。被加热的液压流体在循环流动期间，泵软管16、箱用软管18、阀块体20及设置在阀块体20中的阀也被加热至达到所需的运行温度。保持在液压操作装配装置S中的液压流体量比被加热的液压流体量相对要少一些，从而，在液压操作装配装置的运行期间保持在液压操作装配装置S中的液压流体与被加热的液压流体混合，因而，在很短时间内使保持在液压操作装配装置S中的液压流体就能达到被加热的液压流体的运行温度。从而，液压操作装配装置S的缸体结构30、40也达到所需的运行温度。 

图3所示的液压操作装配装置S的元件与图2中的液压操作装配装置S的元件相对应。为清楚起见，图3省掉了这些元件的附图标记。连接方法的优选实施例按照下列步骤进行： 

首先，附属的连接部件N(例如为冲孔铆钉或螺栓)被供送到液压操作装配装置S中。 

在图3所示的连接方法的步骤S1中，通过泵12和连接装置52和56将液压流体输送到预冲程腔34和压紧装置腔44中。优选地，一比例阀设置在预冲程腔34和压紧装置腔44上游以调节两腔中的最高液压。根据一实施例，将液压设定在20-80巴范围内。 

返回冲程腔36也与预冲程腔34连接，可选择地与压紧装置腔44连接。这样连接使得预冲程腔34、返回冲程腔36和压紧装置腔44中的液压相同。活塞32的活塞表面A₁和A₂(从上面看)面积不同使得带柱塞38的活塞32在装配方向上运动。通过压紧装置48和柱塞38之间的机械连接件39，压紧装置48带动柱塞38及活塞32一起运动。插入式活塞42以同样方式促进带柱塞38的活塞32在装配方向上的运动。返回冲程腔36与预冲程腔34和压紧装置腔44之间保持连通能保证增加预冲程腔34和压紧装置腔44中的液压流体容积流量，这是因 为从返回冲程腔36中排出的液压流体会转移到所述预冲程腔34和压紧装置腔44中。与腔34、36、44之间不保持流体连通的操作相比，这会加快活塞32和插入式活塞42在装配方向上的运动速度。 

压紧装置48一旦放置在元件B上，从返回冲程腔36中排出的液压流体就仅流入预冲程腔34中。 

通过插入式活塞42将压紧装置48按压到元件B上，0-120巴范围内的液压力作用在压紧装置腔44中以将压紧装置48压紧。以同样方式，优选减小压紧装置腔44中的压力，以使得压紧装置48仅位于元件B上而没有作用力施加在元件B上。这种状况在图3中用标记2示意性示出。 

根据连接方法的优选实施例，泵12以23公升/分的容积流量输送液压流体。在步骤S1(参照图3)中，由泵12输送的所述容积流量的液压流体被分散到预冲程腔34和压紧装置腔44中。因而，优选地，供送到预冲程腔34中的液压流体容积流量为9公升/分，供送到压紧装置腔44中的液压流体容积流量为14公升/分。由于从返回冲程腔36排出的液压流体转移到预冲程腔34中，因而推动活塞32的液压流体的容积流量增加至大致36公升/分。 

优选地，在步骤S2中，通过箱用管线18将返回冲程腔36与箱14连接。以这种方式，返回冲程腔36中的液压力减小的原因主要是因为从返回冲程腔36排出的液压流体几乎畅通无阻地流入箱14中。 

在步骤S3中，0-100巴范围内的液压力通过管线56作用在压紧装置腔44中。根据选定的液压，压紧装置48以强度不同的方式或以无作用力的方式使元件B保持不动。在步骤S3中，当返回冲程腔36继续与箱14保持连通以保持其腔内无压时，预冲程腔34中产生50-250巴的液压。根据活塞32的表面A₁的尺寸，产生压力使得柱塞38将附属的连接部件N固定到元件B中。 

在已经于所述元件B之间进行连接之后，或者已经在步骤S3中固定冲孔铆钉N之后，优选地，仅通过压紧装置48或通过压紧装置48与柱塞38的组合将压力再次施加到元件B上和连接处。因此，预 冲程腔34和压紧装置腔44中的液压力同时增加。根据本连接方法的另一实施例，预冲程腔34中的液压减小，压紧装置腔44中的液压力增加至50-100巴范围内的值。以这种方式，仅通过压紧装置48将作用力施加在连接区域。 

根据步骤S4，优选地，增加压紧装置腔44中的液压力以通过压紧装置48将压力施加到连接处，同时使带柱塞38的活塞32开始复位运动。为使带柱塞38的活塞32进行复位运动，预冲程腔34与箱14连接以保证液压流体在流阻小的情况下从预冲程腔34中排出来。一定容积流量的液压流体通过泵12同时被供送到连接装置54中，并由此被供送到返回冲程腔36中。被供送到返回冲程腔36中的液压流体的优选压强值大致为50巴，从而液压流体会使得带柱塞38的活塞32在元件B的装配方向相反的方向上运动。 

在与装配方向相反的方向上运动的柱塞38一旦到达某位置，柱塞38就通过机械连接件39(例如柱塞38上的底切部)带动压紧装置48一起运动。为了提供驱动带柱塞38的活塞32运动并带动压紧装置48一起运动所需的更高的压力，返回冲程腔36中的液压力优选大致增加至大约80-120巴，优选为100巴。 

通过柱塞38来带动压紧装置48一起运动，并由此带动插入式活塞42一起运动；因而这样会使得液压流体从压紧装置腔44中排出来。由于连接装置54和56相互连接，因而，优选地，从压紧装置腔44中排出来的一定容积流量的液压流体转移到返回冲程腔36中。通过使返回冲程腔36和压紧装置腔44相互连通，返回冲程腔36和压紧装置腔44中就存在相同的液压力。由于活塞32底侧表面A₂大于插入式活塞42的表面，因而所产生的力会驱动活塞32和插入式活塞42在与装配方向相反的方向上一起运动。从压紧装置腔44中排到返回冲程腔36中的一定容积流量的液压流体也促进了所述带柱塞38的活塞32的复位运动、并促进了带动所述压紧装置48一起运动。 

优选地，泵12提供容积流量为23公升/分的液压流体用于让带柱塞38的活塞32进行复位运动。从压紧装置腔44中排出的、容积流量 大约为21公升/分的液压流体补充到泵12所提供的容积流量的液压流体中，从而用来让活塞32复位的液压流体的容积流量为44公升/分。增加的液压流体的容积流量来让活塞32复位，从而让柱塞38复位，因而这保证了减小所述连接过程的周期时间。 

活塞32和插入式活塞42在步骤S6中到达初始位置之后，压紧装置腔44与箱14连接。 

根据本发明的连接方法的另一优选实施例，在完成装配过程之后可防止下述情况发生：完全消除液压管线(其用来将液压流体输送到预冲程腔34和/或压紧装置腔44中)中的剩余液压力。优选地，通过一止回阀的作用，剩余压力为30-200巴(优选为50-100巴)的液压流体密封在泵软管16中，所述止回阀设置在液压组件10上或阀块体20的另一阀上。因为防止了消除泵软管16中的剩余液压，因而以这种方式储存在泵软管16中的能量能用作为被加压的液压流体以用于在后的装配过程。因而，优选地，在步骤S1开始时，将密封在泵软管16中的、被加压的液压流体释放到预冲程腔34和/或压紧装置腔44中。将具有剩余压力的液压流体从泵软管16中释放出来将会加速活塞32在装配方向上的进给运动。因而，一方面，完成装配过程后所剩余的能量可储存下来；另一方面，在步骤S1中，在通过引入处于该剩余压力的液压流体来使用所述能量，从而可加快柱塞38和/或压紧装置48的输送速度。与没有供送被密封容积的液压流体(其在剩余压力下被密封)的情况相比，这样加速输送柱塞38和/或压紧装置48从而会缩短周期时间。 

Claims (20)

1.一种带液压组件(10)的液压操作装配装置(S)，用于在至少两个元件(B)之间进行连接，该液压操作装配装置尤其是一种铆钉装配装置，其具有下列特征：

a、液压组件(10)，液压组件(10)具有：

a1.用于液压流体的箱(14)；

a2.泵(12)，用于将液压流体泵送到液压操作装配装置(S)中，

a3.至少一根泵软管(16)和至少一根箱用软管(18)，泵软管(16)通过泵(12)和阀块体(20)将箱(14)与液压操作装配装置(S)相连，所述箱用软管(18)通过阀块体(20)将箱(14)与液压操作装配装置(S)相连；

b、双作用缸(30)，该双作用缸(30)具有预冲程腔(34)和返回冲程腔(36)，带活塞杆的活塞(32)能够运动地设置在该双作用缸(30)中，该活塞(32)用于使液压操作装配装置(S)的柱塞(38)运动，

c、单作用缸(40)，该单作用缸(40)具有压紧装置腔(44)，插入式活塞(42)能够运动地设置在该单作用缸(40)中，该插入式活塞(42)用于使压紧装置(48)运动，其中，

d、阀块体(20)包括多个阀，通过所述多个阀，返回冲程腔(36)能够与泵(12)和压紧装置腔(44)连接，从而从压紧装置腔(44)中排出的一定容积流量的液压流体促进活塞(32)的复位运动。

2.根据权利要求1所述的液压操作装配装置(S)，其中，阀块体(20)靠近液压操作装配装置(S)布置，从而使泵软管(16)和箱用软管(18)在所述箱(14)和阀块体(20)之间的长度为5-30米，优选为8-22米。

3.根据权利要求1或2所述的液压操作装配装置(S)，其中阀块体(20)通过多根软管而至少与预冲程腔(34)、返回冲程腔(36)和压紧装置腔(44)连接，所述多根软管的长度均为0.15-6米，优选为0.3-3米。

4.一种带有液压组件(10)的液压操作装配装置(S)，用于在至少两个元件(B)之间进行连接，所述液压操作装配装置(S)尤其是一种铆钉装配装置，其具有下列特征：

a、液压组件(10)，液压组件(10)具有：

a1.用于液压流体的箱(14)；

a2.泵(12)，用于将液压流体泵送到液压操作装配装置(S)中，

a3.至少一根泵软管(16)和至少一根箱用软管(18)，所述泵软管(16)通过泵(12)和阀块体(20)将所述箱(14)与液压操作装配装置(S)连接，所述箱用软管(18)通过阀块体(20)将所述箱(14)与液压操作装配装置(S)连接；

b、双作用缸(30)，该双作用缸(30)具有预冲程腔(34)和返回冲程腔(36)，带活塞杆的活塞(32)能够运动地设置在该双作用缸(30)中，所述活塞(32)用于使液压操作装配装置(S)的柱塞(38)运动，

c、单作用缸(40)，该单作用缸(40)具有压紧装置腔(44)，插入式活塞(42)能够运动地设置在该单作用缸(40)中，插入式活塞(42)用于使一压紧装置(48)运动，其中，

d、阀块体(20)靠近液压操作装配装置(S)布置，阀块体(20)通过多根软管至少与预冲程腔(34)、返回冲程腔(36)和压紧装置腔(44)连接，所述软管的长度均为0.15-6米，优选为0.3-3米。

5.根据权利要求4所述的液压操作装配装置(S)，其中箱(14)、泵(12)和阀块体(20)之间的泵软管(16)和箱用软管(18)的长度为5-30米，优选为8-22米。

6.根据权利要求4或5所述的液压操作装配装置(S)，阀块体(20)包括多个阀，通过所述多个阀，返回冲程腔(36)能够与泵(12)和压紧装置腔(44)相连，从而从压紧装置腔(44)中排出的一定容积流量的液压流体促进活塞(32)的复位运动。

7.根据前述任一项权利要求所述的液压操作装配装置(S)，其中，压紧装置(48)与柱塞(38)机械地连接，从而使得柱塞(38)带动压紧装置(48)在与装配方向相反的方向上运动，和/或压紧装置(48)带动柱塞(38)在装配方向上运动。

8.根据前述任一项权利要求所述的液压操作装配装置(S)，该液压操作装配装置的活塞(32)具有不带活塞杆的表面(A₁)和带活塞杆的表面(A₂)，活塞的该两表面之比Φ的范围为：1.1≤Φ≤1.8。

9.根据前述任一项权利要求所述的液压操作装配装置(S)，带活塞杆的活塞表面(A₂)与插入式活塞(42)的活塞表面之比Φ的范围为：1.5≤Φ≤5。

10.根据前述任一项权利要求所述的液压操作装配装置(S)，该液压操作装配装置的阀块体(20)具有至少两个压力传感器，通过所述压力传感器能够分别确定预冲程腔(34)和压紧装置腔(44)中的压力。

11.根据前述任一项权利要求所述的液压操作装配装置(S)，相对于被连接的泵软管(16)及被连接的箱用软管(18)而言，该液压操作装配装置的阀块体(20)被设计为该液压操作装配装置(S)的减压元件。

12.根据前述任一项权利要求所述的液压操作装配装置(S)，该液压操作装配装置的阀块体(20)与由双作用缸(30)和单作用缸(40)构成的缸体结构组合成一体，从而不需要在阀块体(20)与预冲程腔(34)、返回冲程腔(36)、压紧装置腔(44)之间设置软管。

13.一种连接方法，尤其是一种冲孔铆钉(N)的装配方法，用于通过带液压组件(10)的液压操作装配装置(S)来连接至少两个元件(B)，该液压操作装配装置(S)具有下述特征：

液压组件(10)，液压组件(10)具有用于液压流体的箱(14)、用于将液压流体泵送到液压操作装配装置(S)中的泵(12)、至少一根泵软管(16)和至少一根箱用软管(18)；所述泵软管(16)通过泵(12)和阀块体(20)将所述箱(14)与液压操作装配装置(S)连接，所述箱用软管(18)通过阀块体(20)将箱(14)与液压操作装配装置(S)连接；

双作用缸(30)，该双作用缸(30)具有预冲程腔(34)和返回冲程腔(36)，带活塞杆的活塞(32)能够运动地设置在该双作用缸(30)中以驱动柱塞(38)；

单作用缸(40)，该单作用缸(40)具有压紧装置腔(44)，插入式活塞(42)能够运动地设置在该单作用缸(40)中以驱动压紧装置(48)；其中阀块体(20)包括多个阀，通过所述多个阀，返回冲程腔(36)能够与泵(12)和压紧装置腔(44)相连；其中该装配方法具有下述步骤：

a)、将第一容积流量的液压流体引入预冲程腔(34)和压紧装置腔(44)中，从而使带柱塞(38)的活塞(32)和带压紧装置(48)的插入式活塞(42)沿装配方向(S)从初始位置移开；

b)、在步骤a)中将返回冲程腔(36)与预冲程腔(34)和压紧装置腔(44)相连，从而使第一返回液量的液压流体从返回冲程腔(36)转移至预冲程腔(34)和/或压紧装置腔(44)中(步骤S1，S2)；

c)、在压紧装置(48)和柱塞(38)在待连接的元件(B)处接合之后增大预冲程腔(34)中的液压力，然后通过将紧固件(N)固定在元件(B)中或使元件(B)变形来进行连接(步骤S3)；

d)、将第二容积流量的液压流体引入返回冲程腔(36)中，从而使活塞(32)向初始位置方向移动(步骤S4)，以及

e)、在步骤d)中将压紧装置腔(44)与返回冲程腔(36)相连，从而使第二返回液量的液压流体从压紧装置腔(44)转移到返回冲程腔(36)中，从而促进活塞(32)移至初始位置(步骤S5)。

14.根据权利要求13所述的连接方法，该方法还包括步骤：

当活塞(32)向初始位置返回时，通过柱塞(38)和带活塞杆的活塞(32)的作用而将带压紧装置(48)的插入式活塞(42)带动一起运动。

15.根据权利要求14所述的连接方法，一旦带动带有压紧装置(48)的插入式活塞(42)一起运动，就开始执行步骤e)，从而插入式活塞(42)将液压流体从压紧装置腔(44)中排出。

16.根据权利要求13-15之一所述的连接方法，还具有下述步骤：

在步骤a)开始之前在压力增加的情况下在泵软管(16)中形成超压的液力空间，所述压力增加是与在步骤a)中的柱塞(38)和压紧装置(48)运动期间形成在泵软管(16)中的液压力相比而言的；以及

在步骤a)开始时释放该超压的液力空间，从而使带柱塞(38)的活塞和带压紧装置(48)的插入式活塞(42)的运动速度被加快。

17.根据权利要求13所述的连接方法，其中，在泵软管(16)中的压力增加的情况下完成装配过程之后，泵软管(16)的液力空间容积被密封在阀之间以形成超压的液力空间。

18.根据权利要求10-14之一所述的连接方法，还包括以下步骤：

液压流体和使液压流体循环流动的元件被加热至运行温度，所述元件尤其是阀块体(20)、阀、软管(16，18)，其中液压流体通过泵软管(16)、阀块体(20)中的减压阀以及箱用软管(18)被泵送到箱(14)中；液压流体经过减压阀之前压力增加，液压流体经过减压阀之后压力减小，从而使得液压流体被加热。

19.一种至少在两元件(B)之间进行的连接，尤其是一种冲孔铆钉连接或钉合连接，通过权利要求10-15之一所述的连接方法来进行所述连接。

20.一种至少在两元件(B)之间进行的连接，尤其是一种冲孔铆钉连接或钉合连接，通过权利要求1-9之一所述的液压操作装配装置(S)进行所述连接。

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