CN106573288B - 径向压力机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种径向压力机，它有框架结构、压制工具、驱动单元和压力机控制装置，其中，压制工具包括多个同心围绕压力机轴线均匀排布的并有挤压面(8)的挤压体(2)。在驱动单元相应工作加载时，挤压体(2)能按选择同步朝压力机轴线(A)的方向或背离此方向运动。为此，在压制工具上，在沿压力机轴线(A)方向互相间隔的位置，设置至少两个测量值传感器(12)，它们与为压力机控制装置配设的比较器信号传输地连接。当储存在压力机控制装置内的公差范围，被在比较器中产生的、由测量值传感器(12)所提供的测量值的比较值超越时，触发信号输出单元工作。

Description

径向压力机

技术领域

本发明涉及一种径向压力机，它有框架结构、压制工具、驱动单元和压力机控制装置，其中，压制工具包括多个同心围绕压力机轴线均匀排列并有挤压面的挤压体在驱动单元相应工作加载时，挤压体能按选择同步朝压力机轴线的方向或背离此方向运动。

背景技术

上述类型的径向压力机可使用于各种不同的应用场合，例如在制造准备好能装配的液压软管，用于将配件与软管段连接。已知径向压力机各种不同的结构形式和设计方案，例如所谓的“Jochpresse”(参见例如DE4135465A1、DE19912976A1和DE19817882B4)、“Hohlkolbenpresse”(参见例如DE10149924A1)或其他结构形式(参见例如DE2844475A1、DE3611253A1、DE10047025C2和DE3331721A1)。

发明内容

按此类型的径向压力机已在实际工作中经受考验。在合理使用的情况下可例如制造在两个构件(例如软管段与接头配件)之间长寿命的能满足很高要求的连接。除此之外，本发明要解决的技术问题是进一步改进前言所述类型径向压力机的操作，确切地说，本发明要解决的技术问题尤其在于，为了得到高质量的结果，与迄今的情况相比，较少依赖于具体操作者的经验和/或曾受到的技能训练，换句话说，降低由经验少或技能低的操作人员制成低质量结果的风险。

上述技术问题按照本发明通过下述方式解决，在按此类型的径向压力机中，在压制工具上，在沿压力机轴线方向互相间隔的位置，设置至少两个测量值传感器，它们与为压力机控制装置配设的比较器信号传输地连接，当储存在压力机控制装置内的公差范围，被在比较器中产生的、由测量值传感器所提供的测量值的比较值超越时，触发信号输出单元工作。因此，换句话说，按本发明的径向压力机的特征在于，在其压制工具上设置至少两个测量值传感器，确切地说，按一种沿压力机轴线方向彼此错开的布局。这两个测量值传感器信号传输地与压力机控制装置连接，确切地说是与为压力机控制装置配设的比较器连接，在实施压制期间或至少在压制结束时，在比较器内(连续或间歇式)比较由两个测量值传感器提供的测量值或必要时测量值变化过程。若此时确定的比较值处于储存在压力机控制装置内的公差范围之外时，则输出一个信号，这一信号向操作者报告，出现一个偏离目标区的结果，或表示一种未按规定的压制过程，取决于传感器的具体设计，所述比较值可例如是测量值传感器提供的测量值之差或它们相互的比值。以此方式可尤其提前发现尤其因不同的操作方引起的、会表现为实施低质量压制的失误并进行校正。这尤其适用于工件在径向压力机内部的错误定位，亦即沿压力机轴线方向或多或少偏离理想位置。因此本发明利用了下述认识，亦即工件沿压力机轴线方向较早出现的相对于其理想位置小量错移，导致内部(非对称或偏心的)力的状况，这种状况造成径向压力机这样一种变形，这种变形引起偏离其额定形状的压制结果，例如工件在压制结束时成为轻度的圆锥形，而不是圆柱形。用传统的压力机控制装置即使在压制循环期间监控挤压力的情况下也不能检测到这种情况；因为挤压力在这里典型地在预定的带宽内部运动，当然沿工件轴向尺寸会在工件内施加不同大小的挤压力，而由于通过所述错移引起的径向压力机的变形，导致挤压面相对于压力机轴线或多或少压印的歪斜。

使用按本发明的径向压力机，在工件偏离理想位置定位在径向压力机内部的情况下，由两个测量值传感器提供的测量值之比脱离了储存在压力机控制装置内的公差范围。这给操作者发出信号，必要时同时自动终止压制过程。若这种检测在这里不仅仅或并非在压制过程将近结束时才进行，而确切地说是(连续或至少间歇式)在整个压制过程实施，便能提前中止压制过程，可以提前，亦即在还没有造成废品时便校正所述压制。使用本发明更能立即检测到严重的误操作或重大的干扰影响，例如在工件的区域内存在造成工件损坏(例如断裂)之类的异物，其中，在压制过程中发生的工件破裂例如促使测量值传感器所提供的测量值有明显的不连续性。获知误操作对于径向压力机的使用寿命也有重要意义，例如当通过相应的比较值表明，要与软管连接的接头配件一直到锁紧螺母均已被置入径向压力机内，或有异物处于工具内时，便立即停止压制过程。

在使用按本发明的径向压力机的情况下，即便使用经验少或技能差的人员操作径向压力机，通过径向压制制成低质量工件的风险，远低于在使用按现有技术已知的此类型径向压力机的情况。

由测量值传感器提供的测量值按优选的方式也可以用于根据工件个体修正储存在压力机控制装置内的压制过程。就此而言，例如可以根据测量值传感器的测量值修正挤压速度，并以此方式可专门针对此要压制的个体工件进行优化。因此，在工件的尺寸和/或材料方面在公差范围内的波动，可以在实施该个体的压制时加以考虑。

此外，使用按本发明的径向压力机，在比较造成工件变形的力与径向压力机能量消耗的过程中可以进行效率分析，在测量值传感器恰当设计时，由测量值传感器提供的测量值是上述力的一种示踪。这也是一种允许在其能效方面优化压制过程的措施。

本发明另一个积极的效果是，在制造工件时(在生产能力相同的情况下)能够节省材料。与在传统的径向压力机上加工相应的工件所要求的安全附加物相比，例如为了保证牢固而可靠连接接头配件与软管段，因为在按本发明的径向压力机中通过优化工件变形，所以工件只需要有较小的安全附加物。

本发明的积极效果不仅限于压制工件的质量。确切地说，监控和分析或评估由测量值传感器提供的测量值，允许推断径向压力机的状况，例如推断磨损件的磨损。其结果是，使维修间隔时间和更换磨损件能够更好地与各机床存在的个体需求相调谐。在这种情况下不需要预防性的提前更换磨损件，这是一种有意义的经济学观点。同时也可以提高安全性；因为通过监控和分析或评估由测量值传感器提供的测量值，也可以借助由此引起的测量值异常，立即得知损坏(例如压制工具的挤压体或其他零件断裂)，这些损坏可能引发的后继损坏，甚至有可能造成危及操作人员的后果。这同样适用于识别径向压力机的机床部件和可考虑到的操作机构的疲劳老化。在这里，为了优化过程和确保质量，将获知的测量值优选地长时期储存、归档(必要时压缩)和评估，与此同时还可以考虑(在线或在数据载体上)传送给机床制造商，用于针对多台径向压力机进行统计学评估。

此外，在恰当设计所述至少两个测量值传感器的情况下，与仅存在一个挤压力传感器相比，由这测量值传感器提供的测量值可以使用于非常准确地确定挤压力。

若将由测量值传感器提供的测量值置入用于表征压制过程的过程参数，例如在属于驱动单元的液压缸内的压力、在一个压制循环内的时间和/或压制工具驱动路程的关系式中，则可以得到有关径向压力机和被压制工件的状况的尤其表明力的认识。通过平衡所述测定的值与例如用于表征要实施的压制过程的额定值，不仅可以确定不合常规的工作状态，例如压制错误的工件、使用错误的压制工具、缺少个别挤压体等。即使在正规的压制过程中，评估也可以用于例如确定在压制过程末尾压力机理想的停止时间，这取决于由测量值传感器提供的测量值经过此时间如何改变。因此，在关心高效率的情况下，亦即希望冲程时间尽可能短，可以缩短在传统的径向压力机中预先限定的长的停机时间。就此而言，一旦经过这一时间所述测量值的改变(测量值梯度)下降了一个规定值，便可以开启径向压力机。

在径向压力机开启时测量值的变化过程又给予工件回弹的直接启示。因此已经能提前，亦即在尚未完全打开径向压力机时便确定，还需要一次规定的再压制，以便在开启径向压力机后使(回弹的)工件符合其额定尺寸。对工件以后的回弹类似的推断，也可以根据工件初次达到额定尺寸时所述至少两个测量值传感器确定的那些测量值实现，从而可以在已经考虑到这些测量值的情况下确定需要过量压制的程度。

前面早已明示，除了借助它使操作人员关注压力机未按规定过程的(尤其光学和/或声学)信号输出单元外，还可以规定，通过对驱动单元施加相应的影响，自动停止或中断压制过程。在这方面有利的是，信号输出单元具有比较值显示器和/或校正值显示器，它使操作者能获知工件可能误定位的程度或由此所需要的校正量。在压力机控制装置本身中，可以根据由测量值传感器提供的两个测量值与储存在压力机控制装置内用于所涉及压制过程的理想值的偏差，计算用于校正工件位置的值，并相应地移动例如用于工件的止挡。这相应地适用于例如借助激光标志来光学地指示校正后的工件位置。

按本发明另一项优选的扩展设计规定，设置三个沿压力机轴线方向互相间隔排布的传感器。在这里，第三个测量值传感器可尤其提供一个基准值，为此目的理想地将它设置在其他两个测量值传感器之间大体的中央，或在径向压力机的垂直于压力机轴线的对称面内。同时顾及所有三个测量值传感器的信号，提供了一些补充的信息，根据它们尤其可以推断出工件具体的异常(例如在工件上的点状损坏)。

本发明也可以在这种广泛使用的径向压力机中得到这些杰出的结果，它们的挤压体由多个部分构成，尤其是通过它们(由两个部分构成的)分别包括沿径向在外部的一个压爪座(Grundbacke)和沿径向在内部的一个可拆卸的压爪(Pressbacke)，或它们(由三个部分构成的)包括一个压爪座、一个中间夹爪(Zwischenbacke)和一个可拆卸并有挤压面的压爪。在这种情况下，当将测量值传感器设置在至少一个压爪上，而且优选地设置在其沿压力机轴线方向两个彼此相对置的端部区域内时，得到尤其有说服力的结果。就此而言，基于结构和其他实用的观点，将至少两个测量值传感器设置在至少一个压爪座上是特别有利的。尽管按这种布局由各自测量值传感器提供的信号的信号强度，比在将测量值传感器设置在直接贴靠工件的那个压爪上的情况下小，这宁可说是为了将传感器设置在压爪上；然而，在恰如其分地设计设置在压爪座上的测量值传感器时，仍始终有足够的信号强度，从而在本发明的范围内能实现可靠的评估。而由于在测量结果的可复现性以及还有在运行中径向压力机操作方面的突出优点，更多地均衡了信号强度较小的缺点。属于后面那个方面的是，在测量值传感器设置在至少一个压爪座上时，不会妨碍更换压爪，如为了从一种压制任务变换为为另一种压制任务而改装径向压力机时所需要做的那样。在将测量值传感器设置在至少一个压爪座上时，在成本方面也具有明显的优势；因为在这种情况下可考虑使用可靠而便宜的测量值传感器和电缆连接的信号传输装置，以及不需要装备准备好针对所有不同压制任务的压爪组和测量值传感器。若与此相反，在个别情况基于特殊的观点，期望将测量值传感器设置在压爪上，则将压爪特别优选地制备用于无线信号传输，以避免要不然在每次改装径向压力机时，与在压力机控制装置上连接测量值传感器相关联的花费。

在这种径向压力机中(典型地“Jochpresse”)，其中压爪座之一相对于框架结构位置固定地设置，优选地，至少在正是那个位置固定的压爪座上，设置至少两个测量值传感器。这样做业已证明，按本发明的径向压力机在有高可靠性的同时，在结构尽可能简单的方面是特别有利的。就此而言，关系到信号质量，起作用的尤其是不存在干扰影响，这种干扰影响如在压爪座位置不固定，亦即滑动地支承在控制面上的情况下那样。

在本发明的范围内可以使用不同结构形式的测量值传感器，以探测前面已论及的、导致未按规定的结果的载荷状态。采用设计为变形传感器的测量值传感器，可以在成本较低的同时得到特别有利的结果。在这里作为特别优选的设计尤其可列举测量变形的应变片。全桥应变片在这里提供能非常出色地评估的信号，它们尤其可以在端侧安置在挤压体(尤其压爪座)上。当然也可以通过使用恰当的测量值传感器，直接并立即检测(例如至少一个压爪座内的)应力状态，取代通过由此应力状态引起的、如由变形传感器例如应变片所检测到的变形，间接确定应力状态。

测量值传感器的扫描速率视要压制的工件而定。对于典型的应用(例如压制接头配件与液压软管)，扫描速率优选地在5ms与10ms之间(相应于频率在100Hz与200Hz之间)的范围内，而对于按本发明的径向压力机敏感的应用(例如压制陶瓷组件，如绝缘子)，扫描速率优选地较低，例如在1ms与10ms之间(相应于频率在100Hz与1kHz之间)的范围内，或甚至更低。

储存在压力机控制装置中、在评估由测量值传感器提供的测量值时使用的公差范围，特别优选地可以借助输入单元调整。调整时考虑下述状况，亦即对于不同的压制任务，可以将由各个测量值传感器提供的测量值不同的相互关系，表示为理想的、合适的或可容许的。尤其是，遵守由测量值传感器提供的测量值相互理想的关系，取决于何处是工件在压制工具内部理想的位置。

作为替代或补充方式，压力机控制装置尤其还可以包括用于公差范围的适配线路，它考虑将挤压面相对于测量值传感器位置的几何位置作为输入信号。在本发明的这种扩展设计中，考虑(在由多个部分组成挤压体时)压爪的轴向长度，尤其用于小直径工件的压爪的轴向长度，往往比压爪座的轴向长度小得多，测量值传感器理想地在端侧安置在压爪座上(见上文)。在这里，压爪典型地不是定位安置在压爪座的中央，而确切地说是，压爪与压爪座在面对操作者的那一侧齐平地连接。这再次引起挤压面典型地处于相对于压爪座中心错移的位置。这种错移量越大，在理想的压制过程中由测量值传感器所提供的测量值的差别越明显。

可以确定，在使用两个尤其为单个挤压体配设的测量值传感器的情况下已经能获得非常好的结果(尤其在高再现性方面)。除此之外，还可能关注一种冗余或附加的奇偶检验的可能性，沿圆周(尤其在多个挤压体上)分布地设置分别有至少两个测量值传感器的传感器装置，以及在压力机控制装置内可以对一方面是安置在径向压力机的面对操作者那一侧上那个传感器的测量值与另一面是安置在径向压力机的背对操作者那一侧上那个传感器的测量值进行求平均值。然后在比较器内部对这一个和另一个平均值进行相互比较，以便按前面早已说明的含义，确定可能未按规定的载荷状况。

此外，按本发明的径向压力机，按再另一项优选的扩展设计，还可以具有温度传感器，它的信号传给机床控制装置。由此可以考虑并补偿温度造成的影响，例如润滑剂的取决于工作温度的润滑特性。就此而言，在机床控制装置内，优选地为每个规定的压制过程，储存多个与温度有关的、涉及测量值的理想的比较值和容许公差的特性曲线。以此方式可以再一次达到提高工件质量。

附图说明

下面借助附图表示的优选实施例详细说明本发明，这种实施例基于一种(就所援引的部分而言)基本上相应于DE4135465A1设计为Jochpresse结构方式的径向压力机。附图中：

图1表示按本发明设计的径向压力机的压制工具面向操作者那个端侧的局部俯视图；以及

图2表示径向压力机的压制工具背对操作者那个端侧的局部透视图。

具体实施方式

作为本实施例基础的径向压力机，基本相应于在DE4135465A1中描述和说明的、如它们除此之外在实际工作中也已广泛流行的那样的结构方式。因此，为了避免重复，可充分参见列举的公开文件。

在图1所示压制工具的正面局部俯视图中，可以看到(位置固定的)底架1、五个挤压体2、安装在挤压体之间的弹簧3、两块插入底架1中的滑板4以及安装在“45°挤压体”上的滑板5。与在DE4135465A1中说明的不同，按图1相对于底架1位置固定地设置的下方挤压体2.1，不与底架直接接触，而只是支承在滑板4上。此外，图1和2还表示了挤压体2分为三个部分的结构，分别包括压爪座6、可拆卸地安置在压爪座6上的中间夹爪7、以及可拆卸地安置在中间夹爪7上并有挤压面8的压爪9，如典型地在将具有大径向长度尺寸的挤压体使用于执行直径比较小的压制任务时的情况。若要将径向压力机改装为加工直径比较大的工件，则可以考虑使用直接安装在压爪座6上的压爪9，从而在这种情况下挤压体2便由两个部分组成。

图2表示分成三个部分的挤压体2的各部分涉及彼此典型的轴向尺寸的状况。也就是说，中间夹爪7明显短于压爪座6，而压爪9又明显短于中间夹爪7。因此在一种典型的应用中，可以考虑在118mm长的压爪座上使用例如70mm长的压爪，在这里，压爪9、中间夹爪7和压爪座6在面对操作者那一侧(图1)几乎齐平地连接。

在位置固定的下方挤压体2.1上，亦即在其压爪座6.1上，在端侧，在两个互相对置的端侧10和11上，安置全桥应变片13或14形式的测量值传感器。为了信号传输，它们通过信号电缆15与压力机控制装置，亦即与为其配设的比较器连接。

Claims (15)

1.一种径向压力机，具有框架结构、压制工具、驱动单元和压力机控制装置，其中，压制工具包括多个同心围绕压力机轴线均匀布设的并具有挤压面(8)的挤压体(2)，在驱动单元相应工作加载时，这些挤压体(2)能够按选择同步地朝压力机轴线(A)的方向或背离此方向运动，其特征为：在压制工具上，在沿压力机轴线(A)方向互相间隔的位置，设置至少两个测量值传感器(12)，所述测量值传感器与为压力机控制装置配设的比较器信号传输地连接，其中，当储存在压力机控制装置内的公差范围，被在比较器中产生的、由测量值传感器(12)所提供的测量值的比较值超越时，触发信号输出单元工作，所述测量值通过两个测量值传感器同时获得，其中，所述径向压力机设计为，连续或间歇式地比较在实施挤压期间或在挤压结束时由两个测量值传感器提供的测量值或测量值变化过程。

2.按照权利要求1所述的径向压力机，其特征为，当公差范围被由测量值传感器(12)所提供的信号的比较值超越时，压力机控制装置自动影响所述驱动单元。

3.按照权利要求1或权利要求2所述的径向压力机，其特征为，设置三个沿压力机轴线(A)方向互相间隔布置的测量值传感器(12)。

4.按照权利要求1所述的径向压力机，其特征为，所述挤压体(2)分别包括压爪座(6)和能够拆卸的并具有挤压面(8)的压爪(9)。

5.按照权利要求4所述的径向压力机，其特征为，在所述压爪座(6)与压爪(9)之间分别设置能够拆卸的中间夹爪(7)。

6.按照权利要求4或权利要求5所述的径向压力机，其特征为，在至少一个压爪座(6)上，在其沿压力机轴线(A)方向两个彼此相对置的端部区域内，设置测量值传感器(12)。

7.按照权利要求6所述的径向压力机，其特征为，所述测量值传感器(12)设置在至少一个压爪座(6)的端面(10、11)上。

8.按照权利要求4所述的径向压力机，其特征为，所述测量值传感器(12)设置在位置固定不变的压爪座上。

9.按照权利要求4或权利要求5所述的径向压力机，其特征为，在至少一个压爪(9)上，在其沿压力机轴线(A)方向两个彼此相对置的端部区域内，设置测量值传感器(12)，所述测量值传感器与压力机控制装置信号传输地无线通信。

10.按照权利要求1所述的径向压力机，其特征为，测量值传感器(12)设计为应变传感器。

11.按照权利要求10所述的径向压力机，其特征为，测量值传感器(12)设计为全桥应变片(13)。

12.按照权利要求1所述的径向压力机，其特征为，信号输出单元包括比较值显示器。

13.按照权利要求1所述的径向压力机，其特征为，所述公差范围可以借助输入单元调整。

14.按照权利要求1所述的径向压力机，其特征为，压力机控制装置包括用于公差范围的适配线路，它考虑将挤压面(8)相对于测量值传感器(12)位置的几何方位作为输入信号。

15.按照权利要求1所述的径向压力机，其特征为，所述径向压力机具有多个围绕压力机轴线(A)分布地布设的、分别具有至少两个测量值传感器(12)的传感器装置，以及在压力机控制装置内对所述测量值进行求平均值。