CZ2003508A3 - Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí - Google Patents

Description

Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí

Oblast techniky

Vynález se týká hydraulického nebo pneumatického montážního nářadí s elektronickou mikroprocesorovou řídící jednotkou pro přípravnou výrobu nebo předběžnou montáž trubkových nebo hadicových konektorů, s hydraulickou nebo pneumatickou hnací jednotkou, indikátorem funkce a s hydraulickým nebo pneumatickým pístem opatřeným nosičem nářadí pro vkládání různých nářadí, kde tato nářadí jsou volitelná podle rozměrů a materiálu zpracovávaných obrobků, a parametrů vybavení nářadí přiřazených k určitým zpracovávaným obrobkům, kteréžto parametry jsou přiřazovány pomocí elektromagnetického nebo optického skenování nebo čtení přiváděného do mikroprocesorové řídící jednotky montážního nářadí.

Dosavadní stav techniky

Pro upevňování speciálních závitem opatřených trubkových konektorů používajících řezné prstence je např. používána spojovací část s vnějším závitem na konci trubky. Během předběžné montáže dochází k zatlačení řezného prstence do vnitřního kužele členu předběžné montáže.To obvykle vyžaduje osový pohyb řezného prstence vzhledem k trubce, takže řezný prstenec, jehož řezná hrana je umístěna přímo na předním okraji, se zařízne do povrchu trubky a nahromadí viditelný nábalek.

V případě trubkových konektorů takovýto řezný prstenec slouží jako kovový těsnící prvek s elastomerovým těsnícím komponentem. Pro výrobu vysoce kvalitních trubkových konektorů jsou řezné prstence s výhodou předběžně montovány s pomocí členu předběžné montáže, jehož vnitřní obrys by měl odpovídat vnitřnímu obrysu clenu konečné montáže, používanému v následné etapě, takže při konečné montáži v místě použití je pak nutno provést jen menší množství práce. Osová síla použitá při konečné montáži je určena zvláště k tomu, aby se • · »· · · « _ o zajistilo pevné dosednutí spojovací objímky na celém vnitřním kuželovém povrchu a úplné zaříznutí v oblasti řezné hrany.

Hydraulické nářadí pro předběžnou montáž řezného nebo kuželového prstence trubkového konektoru je známo z^rěmeckého patentového spisu č. DE 38 43 450 C2. U tohoto známého provedení je řezný a/nebo kuželový prstenec tlačen do vnitřního kužele členu předběžné montáže osovou silou na něj působící, která způsobí zaříznutí alespoň jedné hrany řezného prstence a/nebo kuželového prstence do vnějšku trubky a dopravu trubky na doraz členu < předběžné montáže. Během tohoto procesu je dráha nucené vykonaná řezným prstencem výsledkem axiální síly na něj působící, která je měřena a porovnávána s tolerančními hodnotami, které byly předem vloženy do zařízení za účelem řízení a monitorování operace.

Odpovídající porovnávání je též prováděno s ohledem na hodnoty tlaku působícího na obrobek s použitím integrálního tlakového senzoru. Dojde-li k chybě, např. zaviněné vložením nevhodného nebo chybného obrobku či nářadí, které je při srovnání s vloženými tolerančními hodnotami shledáno jako poddimenzované nebo předimenzované, dojde sice k detekci chyby, avšak pouze po započetí operace, takže obrobek je odmítnut. To sice zabrání tomu, aby defektní obrobek dosáhl konečné montáže, ale takováto procedura je časově a materiálově značně náročná.

Je též známo provedení předběžné montáže pomocí jednoduchého ručního nářadí při použití svěráku (tzv. předmontáž ve svěráku). Přitom montér řeže závit na spojovací matici ručně tak daleko, jak je možné a následně ještě pak udělí spojovací matici určitý počet přídavných otáček pomocí maticového klíče, takže řezný prstenec vykoná ještě stanovenou dráhu vzhledem k členu předběžné montáže a vyřízne část závitu se stanoveným stoupáním. Vzhledem k tomu, že je to manuální operace, je takovéto zařízení vhodné pouze pro předběžnou montáž malého počtu obrobků.

U všech známých procedur však rozměrové variace používaných obrobků nebo vlastnosti materiálu trubek nepřispívají k tomu, aby ať již při předběžné nebo při konečné montáži mohl montérem ovládaný řezný prstenec vykonat vzhledem k montážnímu členu určenou dráhu (definovanou jako předem určený počet otáček spojovací matice při konečné montáži) a aby tak mohlo být docíleno adekvátní síly, kterou řezný prstenec působí na trubku, takže tato může přitom být poškozena přílišnou těsnící silou spojovací matice. Na nepatřičné utěsnění spojovací matice má vliv i skutečnost, že montér musí při konečné montáži pracovat ve značně stísněném prostoru a používá pouze jedno montážní nářadí pro celou operaci, a to takové, kterým montáž začal, což může vést k deformaci trubky. U typu přizpůsobeného specifickým podmínkám s ohledem na použité pracovní tlaky se pak používá totéž nářadí, které bylo použito pro předběžnou montáž, i pro konečnou montáž hadic, což není vždy vhodné.

Podstata vynálezu

Úkolem předloženého vynálezu je vytvoření zařízení nebo nářadí určeného k uvedeným účelům, které zaručuje dosažení perfektní předběžné montáže. Dalším úkolem předloženého vynálezu je navržení zařízení, schopného obdržet údaje o opracování nebo parametry vybavení, které odpovídají vloženým obrobkům, takže jsou dosažitelné již před započetím operace a způsobí, že vlastní operace je pak provedena při dodržení všech požadovaných podmínek a požadavků, čímž je dosaženo perfektní předběžné montáže. Dalším cílem vynálezu je vyhnout se manuální montáži a zabránit chybám při ní.

Vynález přináší hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí, u něhož řešení úkolu spočívá ve skutečnosti, že údaje parametrů vybavení každého nářadí jsou přenášeny laserovým paprskem nebo elektromagneticky s použitím transpondérového systému.

Tak se dosáhne toho, že mikroprocesor montážního nářadí je vybaven všemi potřebnými údaji o nářadí i opracovávaných obrobcích již před započetím operace a vyloučí se chybné nastavení a nesprávná předběžná montáž. K iniciaci operace dojde až poté, co všechny údaje zadané do mikroprocesoru jsou zkontrolovány a ověřeny na správnost. Není tedy vůbec třeba manuální činnosti při nastavování a eliminují se všechny chyby s tím spojené.

U jednoho výhodného vynálezeckého provedení je sada montážního nářadí kombinována s elektronickým měřičem vzdálenosti pro dosažení charakteristických parametrů nářadí, jehož ·· ··

-4naměřené hodnoty mohou být automaticky přeneseny do mikroprocesorové řídící jednotky montážního nářadí.

Měřič vzdálenosti je s výhodou opatřen mikroovládačem a laserem pro vysílání laserového paprsku a měřic vzdálenosti^bdrží odražený laserový paprsek od nářadí ze senzoru, přičemž je změřen úhel mezi výstupem paprsku a vstupem paprsku odraženého a naměřená hodnota se konvertuje na elektrickou veličinu v proporci vzdálenosti, buď jako proud nebo jako napětí, a tato hodnota se přenese do mikroprocesorové řídící jednotky nářadí, čímž se zajistí potřebný tlak a síla působící při montáži.

Podle jednoho zdokonaleného provedení vynálezu je přijímač laserového paprsku s výhodou konstruován jako fotodiodový článek s několika řádky, které jsou čteny mikroovládačem měřiče vzdálenosti.

Tak je zabráněno možnosti vzniku chyb zadáním nesprávných nebo žádných hodnot.

Pro řízení činnosti montážního nářadí je výhodné, vybavit montážní nářadí alespoň jedním tlakovým senzorem pro určení tlaku limitujícího jeho hodnotu při operaci. To umožňuje monitorovat a řídit tlak během celé operace.

Obdobně je pak výhodné vybavit řídící jednotku montážního nářadí měřením dráhy pracovního pístu během operace alespoň jedním senzorem dráhy (S-senzorem).

Elektronická řídící jednotka je s výhodou opatřena programovatelným elektronickým paměťovým stavebním blokem (EPROM), který obsahuje určené požadované hodnoty jako elektronicky čitelné srovnávací hodnoty, čímž je dosaženo plně řízeného automatického chodu operace.

To vylučuje operační chyby v důsledku vložení nesprávného nářadí, jelikož elektronika montážního nářadí měří a vyhodnocuje skutečné podmínky nářadí a zabrání se tak příslušným chybám.

• ·

- 5 U dalšího výhodného praktického provedení vynálezu jsou nářadí i řídící jednotka montážního nářadí vybaveny přenosovým a odpovědním systémem (transpondérem se systémem vysílání a příjmu), kde odpovědní systém nebo transpondér vysílající úplné údaje pro aktivaci řídící jednotky elektromagnetickou radiací je iniciován přenosovým systémem nebo vysílačem, údaje jsou zachyceny přenosovým systémem a přeneseny do řídící jednotky přes zapisovací a čtecí zařízení.

Odpovědní systém a/nebo transpondér je s výhodou opatřen elektronickou informační pamětí a/nebo čipem, který je napojen na nářadí a opatřen rezonančním vinutím, které při excitaci vyšle rezonanční frekvenci modulovanou informačními údaji.

Je tak použit pasivní transpondér nevyžadující přívod energie.

Podle vynálezu zahrnují údaje, které mají být transpondérem přeneseny, všechna data požadovaná pro řízení systému, takže řídící jednotka nemá uloženy žádné údaje spojené se specifickým obrobkem. V důsledku toho může být řídící jednotka univerzální, jelikož všechny údaje potřebné pro danou operaci jsou vždy dodány přímo samotným obrobkem. Není tak možné a ani vůbec potřebné porovnání údajů s údaji předem určenými.

Popis obrázků na výkresech

Vynález bude blíže popsán s pomocí přiložených výkresů, na nichž znázorňuje:

obr. 1 schematické provedení hydraulického montážního nářadí s montážní sadou znázorněnou zvlášť ve zvětšeném půdoryse, obr. 2 nárys montážní sady s měřičem vzdáleností ve schematickém zvětšeném pohledu, obr.3 další provedení hydraulického montážního nářadí s transpondérovým systémem, kde je u nářadí použit mikročip vyvolávající odezvu na elektromagnetické střídavé pole a kde je • ·

- 6 uvnitř montážního nářadí uspořádán vysílací a přijímací systém transpondéru, případně opatřený externí anténou, a obr.4 řez strukturou skleněného transpondéru.

-stPříklady provedení vynálezu

Pouzdro I montážního nářadí je opatřeno hydraulickým pohonem 2 pro zasunutelný a vysunutelný píst 3 uložený ve vybrání 4 pouzdra i. Vybrání 4 je provedeno tak, že do něj může být vložena montážní sada 5 pro vkládání různých nářadí a opracování různých obrobků. Je tak možno použít různé sady montážního nářadí, např. obrubovacího. Pro upevnění montážní sady 5 jsou ve vybrání 4 provedeny kluzné tyče 6 a v montážní sadě 5 pak odpovídající drážky 7 pro uložení kluzných tyčí 6 při zavedené montážní sadě do vybrání 4 svisle vzhledem k rovině výkresu. Jelikož dráha pístu 3 je uspořádána v rovině výkresu a v pravém úhlu ke kluzným tyčím 6, může montážní sada 5 bezpečně absorbovat jakékoliv montážní síly vyvolané působením pístu 3.

Strana montážní sady 5 obrácená k pouzdru 1 je provedena jako zcela otevřená, takže píst 3 může být do vnitřku 8 montážní sady 5 zatažen. Přední strana montážní sady 5 je rovněž opatřena otvorem 9 pro opracování konce trubky (na obr.l neznázorněna) a např. pro zavedení řezného prstence (viz obr.3). Montážní sada 5 je rovněž otevřena směrem nahoru a částečně překryta měřičem 10 vzdálenosti, jehož výstup laserového měřícího paprsku 13 (viz obr.2) je směrován na nářadí 11 umístěné ve vnitřku 8 montážní sady 5.

Měřič 10 vzdálenosti je opatřen senzorem 12 s integrovaným mikroovladačem, takže nejsou potřeba žádné externí vyhodnocovací přístroje. Měřící paprsek 13. měřiče 10 vzdálenosti dopadne na měřené nářadí, které jej odrazí a je jako světelný bod zachycen senzorem 12. Vystupující a odražené paprsky svírají vzájemně úhel, který změří a určí senzor

12. Tato naměřená hodnota je konvertována na elektrickou veličinu proporcionálně ke změřené vzdálenosti, např. na proud nebo napětí, a převedena do mikroprocesorové řídící jednotky montážního nářadí, čímž určuje stanovený tlak a sílu pro montáž. Tak je montážní • ·

- 7 nářadí připraveno pro opracování určitého obrobku. Síla pro montáž je tak určena automaticky pomocí změření vzdálenosti nářadí zavedeného do montážní sady 5 s pomocí měřice 10 vzdálenosti. V tomto případě může montážní nářadí vymazat předchozí operaci a zavést soubor řezného prstence na konec trubky.

Obr.3 znázorňuje další provedení řešení téhož úkolu. K tomu účelu je použit pasivní transpondér obsahující přenosový systém T5 a odpovědní systém 16. Přenosový systém 15 je opatřen vysílačem a přijímačem. Vysílač způsobí odezvu odpovědního systému 16 (mikročipu), který se v podstatě skládá z rezonančního vinutí a vyšle signál modulovaný jeho údaji, který je přijat přijímačem přenosového systému 15, Přijímač údaje demoduluje a předá je řídící jednotce pro další zpracování obrobku 14 a určení síly pro montáž. Odpovědní systém 16 sestává s výhodou z polovodičové paměti nebo čipu napojeného na nářadí H a je opatřen rezonančním vinutím 18 (viz obr.4), které po vybuzení moduluje rezonanční nebo nosný kmitočet údaji pro přenos. Jelikož vzdálenost mezi přenosovým systémem 15 a odpovědním systémem 16 (mezi anténou a transpondérem) je velmi malá, odpovědní systém 16 nevyžaduje vlastní energetický zdroj a může být proto konstruován jako systém pasivní.

Obr.4 znázorňuje strukturu odpovědního systému 16 transpondéru v řezu. Feritová tyč 17 je obklopena vinutím 18 a uložena prostřednictvím měkkého spojovacího prostředku 19 ve skleněném plášti 23. Na izolační desce 20 uvnitř skleněného pláště 23 je čipový kondenzátor 21 a polovodičová paměť 22, s výhodou v podobě čipu uloženého v lité pryskyřičné směsi 24

Je-li vinutí 18 elektromagneticky vybuzeno jeho rezonanční frekvencí, vyšle rezonanční kmitočet jakožto nosnou frekvenci modulovanou údaji uloženými v polovodičové paměti 22, Každý obrobek s transpondérem opatřeným pamětí pro údaje podle předloženého vynálezu bude přenášet všechny údaje požadované pro opracování obrobku do řídícího systému, takže řídící jednotka nevyžaduje vlastní data, aby byla porovnávána s daty obrobku 14 (např. zakončení trubky). V důsledku toho je řídící jednotka univerzálně použitelná. Takto včasná detekce chyby a/nebo zábrana vzniku chyby přímým přenosem všech údajů potřebných pro daný obrobek spoří čas i materiál. Ochrání též nářadí 11 a montážní sadu 5 a zabrání jejich zbytečnému opotřebení. Není třeba žádných dalších ustavení nebo vkládání určitých hodnot a je-li třeba použít různých obrobků, eliminují se tak chyby a vznik výrobních postupů.

chyb u dosavadních

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný zejména pro výrobu a použití hydraulického nebo pneumatického montážního nářadí, určeného pro trubkové nebo hadicové konektory.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   l.Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí s elektronickou mikroprocesorovou řídící jednotkou pro přípravnou výrobu nebo předběžnou montáž trubkových nebo hadicových konektorů, s hydraulickou nebo pneumatickou hnací jednotkou, indikátorem funkce a hydraulickým nebo pneumatickým pístem s nosičem nářadí pro vkládání různých nářadí, kde nářadí (11) je volitelné podle rozměrů a materiálu obrobků (14) a parametrů vybavení nářadí (11), které je určeno pro dané obrobky (14) a je elektromagneticky nebo opticky skenovatelné nebo čitelné a vhodné pro přenos do mikroprocesorové řídící jednotky montážního nářadí v kódované podobě, vyznačující se tím, že údaje parametrů vybavení každého nářadí (11) mohou být přenášena do montážního nářadí laserovým paprskem (13) nebo elektromagnetickou radiací s použitím příslušného odpovědního systému (16) transpondéru.
2. 2. Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se tím, že montážní sada (5) určená pro nářadí (11) je kombinována s elektronickým měřičem (10) vzdálenosti pro získání parametrů vybavení nářadí (11), jehož naměřené hodnoty mohou být automaticky přeneseny do mikroprocespróvé řídící jednotky montážního nářadí, přičemž měřič (10) vzdálenosti je opatřen mikroovladačem a laserem pro vyslání laserového měřícího paprsku (13) a měřič (10) vzdálenosti je opatřen pro zachycení od nářadí odraženého laserového paprsku (13) senzorem (12), který měří úhel mezi vyslaným a odraženým laserovým paprskem (13) a naměřená hodnota se převede na elektrickou veličinu proporcionálně ke vzdálenosti (jako proud nebo napětí) a tato hodnota se přenese do mikroprocesorové řídící jednotky montážního nářadí, čímž je určen tlak a stanovena síla při montáži.
3. 3. Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že řídící jednotka montážního nářadí je opatřena alespoň jedním tlakovým senzorem pro určení všech tlakových limitních hodnot při operaci.
4. 4. Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že řídící jednotka montážního nářadí je opatřena alespoň jedním senzorem dráhy (S-senzorem) pro měření dráhy pracovního pístu při operaci.

   • · ·· ··· ·

   - 105.Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se t í m, že elektronická řídící jednotka je opatřena programovatelným stavebním paměťovým blokem (EPROM) obsahujícím předem stanovené hodnoty jakožto čitelné komparativní hodnoty a která přiřazuje vstupní hodnoty.
5. 6. Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí podle nároku 1,vyznačující se t í m, že nářadí (11) a řídící jednotka montážního nářadí jsou opatřeny elektromagnetickým přenosovým systémem (vysílačem) a odpovědním systémem (transpondérem) (15,16), kde odpovědní systém (16) vyšle parametry vybavení na základě vybuzení přenosovým systémem (15), přičemž tyto údaje jsou zachyceny přenosovým systémem (15) a přeneseny do řídící jednotky.
6. 7. Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí podle nároku 1 nebo 6, vyznačující se t í m, že odpovědní systém (16) sestává z miničipu napojeného na nářadí (11) a je opatřen rezonančním vinutím (18), které při vybuzení vyšle v něm uložené parametry vybavení.
7. 8. Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí podle nároků 1,6 nebo 7, vyznačující se t í m, že údaje parametrů vybavení přenášené transpondérem obsahují všechna data požadovaná pro řízení systému.
8. 9. Hydraulické nebo pneumatické montážní nářadí podle nároku 1 nebo nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že datová paměť transpondéru, která je konstruována jakožto externí datová paměť, přenese při iniciaci přenosovým systémem všechna svá data přes zapisovací/čtecí zařízení do matice mikroprocesorové řídící jednotky.