DE10051010A1

DE10051010A1 - Kraftmesswerkzeug

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Publication number: DE10051010A1
Application number: DE10051010A
Authority: DE
Original assignee: Gustav Klauke GmbH
Current assignee: Gustav Klauke GmbH
Priority date: 2000-10-14
Filing date: 2000-10-14
Publication date: 2002-04-18
Also published as: AU2001287721A1; DE10194397D2; ZA200302285B; DE10194397B4; US6966230B2; WO2002032628A1; US20040011143A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftmesswerkzeug (1) für einen Vierdorn-Presskopf (2), wobei der Vierdorn-Presskopf (2) eine durch die Dorne (11) vorgegebene Pressgeometrie aufweist, und schlägt zur Erzielung eines Werkzeugs zur handhabungstechnisch einfachen Ermittlung der tatsächlichen Verpresskraft vor, zwei zusammengefasst an die Pressgeometrie des Presskopfes (2) angepasste Hebel (4, 5) vorzusehen, die im Zuge der Verpressung auf einen Drucksensor (6) einwirken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftmesswerkzeug für einen Vierdorn-Presskopf, wobei der Vierdorn-Presskopf eine durch die Dorne vorgegebene Pressgeometrie aufweist.

Derartige Vierdorn-Pressköpfe sind bekannt. Hier wird bspw. auf das canadische Patent 679,495 verwiesen. Der Vorteil solcher Pressköpfe liegt unter anderem darin, dass nicht für jede Geometrie eines zu verpressenden Kabelschuhs oder dergleichen, welcher hiermit verpresst werden soll, ein neuer Einsatz erforderlich ist. Die Kraft, mit welcher tatsächlich verpresst wird, ist bei solchen Vierdorn-Pressköpfen schwer verifizierbar.

Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Tech nik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Kraftmesswerkzeug für einen Vier dorn-Presskopf anzugeben, mittels welchem in handha bungstechnisch einfacher Weise die tatsächliche Verpresskraft ermittelt werden kann.

Gelöst ist diese Problematik zunächst und im wesentli chen durch den Gegenstand des Anspruches 1, wobei zwei, zusammengefasst an die Pressgeometrie des Presskopfes angepasste Hebel vorgesehen sind, die im Zuge der Verpressung auf einen Drucksensor einwirken. In bevor zugter Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Kraft messwerkzeug lehrenartig als Handgerät ausgebildet. Die beiden Hebel dieser Kraftmesswerkzeug-Lehre sind in dem, dem Vierdorn-Presskopf zuzuordnenden Bereich an die durch die Dorne vorgegebene Pressgeometrie an gepasst, so dass im Zuge des Prüf-Pressvorganges die Dorne derart auf das Kraftmesswerkzeug einwirken, dass eine Messung der tatsächlichen Verpresskraft erreicht wird. Die in die Hebel eingeleiteten Verpresskräfte werden von einem, in dem Kraftmesswerkzeug angeordneten Drucksensor ermittelt, welcher ermittelte Wert bspw. zur Anzeige gebracht werden kann. Denkbar ist auch eine Abspeicherung des ermittelten Wertes in dem Kraft messwerkzeug. In vorteilhafter Weise ist das erfin dungsgemäße Kraftmesswerkzeug als handliche Messlehre ausgebildet, so dass dieses jederzeit, d. h. auch vor Ort an einer Baustelle usw. eingesetzt werden kann. In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass die Hebel einseitig gelenkartig mitein ander verbunden sind und an der gegenüberliegenden Seite freikragend enden. Der Drucksensor ist hierbei zwischen den beiden, gelenkartig miteinander verbunde nen Hebeln angeordnet, wobei weiter die Anordnung der Hebel zueinander so gewählt ist, dass im unbelasteten Zustand diese Hebel des Kraftmesswerkzeuges, bei zwi schengeordnetem Drucksensor nicht parallel zueinander verlaufen, sondern divergieren. Zufolge dieser Ausge staltung lassen sich die hohen Kräfte, die bei einer Verpressung in das Kraftmesswerkzeug einwirken, übertra gen. Auch wird vorgeschlagen, dass an den Hebeln je weils eine Aufnahmegeometrie für die Pressdorne ausge formt ist. So ist weiter jeder Hebel in seiner Aufnah megeometrie an die Pressgeometrie zweier benachbarter Dorne des Vierdorn-Presskopfes angepasst. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Aufnahmegeometrie eines jeden Hebels so ge wählt ist, dass die Dorne des Vierdorn-Presskopfes in einem Winkel von bevorzugt 45° zur Ebene zwischen den beiden Kraftmesswerkzeug-Hebeln wirken. Als besonders vorteilhaft erweist sich weiter, dass der Drucksensor, bezogen auf die Länge der Hebel mit Abstand zu der Aufnahmegeometrie angeordnet ist. So ist bspw. eine Anordnung des Drucksensors, bezogen auf die Hebellänge, zwischen der Aufnahmegeometrie und der gelenkartigen Verbindung der Hebel vorgesehen. Da die Kraft in dem Vierdorn-Presskopf in einem vorbestimmten Verhältnis übersetzt wird, wird in einer vorteilhaften Weiterbil dung des Erfindungsgegenstandes vorgeschlagen, dass diese Übersetzung auch in dem Kraftmesswerkzeug vorgese hen ist. So wird vorgeschlagen, dass das Verhältnis der Abstände des Drucksensors einerseits und der Aufnah megeometrie andererseits zu der Gelenkverbindung der Hebel so gewählt ist, dass der Drucksensor die tatsäch liche Verpresskraft ungeachtet der durch die geometri sche Anordnung der Dorne gegebenen Kraftübersetzung anzeigt. So wird bevorzugt die Kraft in dem Vierdorn-Presskopf mit einem Faktor "Wurzel 2" übersetzt. Durch die Abmessungen der Hebelarme einerseits und dem Ort des Drucksensors im Verhältnis hierzu andererseits ist ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis nachgebil det. Darüber lässt sich dann die tatsächliche Antriebs kraft anzeigen. So ist das Verhältnis der Abstände des Drucksensors und der Aufnahmegeometrie zu der Gelenkver bindung der Hebel gleichfalls in einem "Wurzel 2"-Ver hältnis gewählt. In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmegeometrie zwi schen dem freien Endbereich, dem auch der Drucksensor zugeordnet ist, und dem Gelenk angeordnet ist. Auch hierbei wird bevorzugt ein Verhältnis der Abstände des Drucksensors und der Aufnahmegeometrie zu der Gelenkver bindung der Hebel gewählt, welches Verhältnis der Kraft übersetzung in dem Vierdorn-Presskopf angepasst ist. Weiter alternativ wird vorgeschlagen, dass die Aufnahme geometrie mittig der Hebel angeordnet ist und beidsei tig der Aufnahmegeometrie Drucksensoren vorgesehen sind.

Die Erfindung betrifft des weiteren ein Kraft messwerkzeug für einen Vierdorn-Presskopf, wobei der Vierdorn-Presskopf eine durch die Dorne vorgegebene Pressgeometrie aufweist. Um ein Kraftmesswerkzeug der in Rede stehenden Art in vorteilhafter Weise weiterzu bilden, wird vorgeschlagen, dass zwei an die Pressgeometrie angepasste Druckstücke vorgesehen sind, die im Zuge der Verpressung auf einen Drucksensor ein wirken. Zufolge dieser Ausgestaltung ist ein handli ches Kraftmesswerkzeug angegeben, wobei zur Messung der tatsächlichen Verpresskraft das Kraftmesswerkzeug der art in dem Presskopf eingelegt wird, dass die Dorne des Presskopfes auf die, an die Pressgeometrie angepassten Druckstücke einwirken. Der zwischen diesen Druckstücken angeordnete Drucksensor ermittelt hierbei in ein fachster Weise die Verpresskraft. Als besonders vor teilhaft erweist sich hierbei, dass an den Druckstücken jeweils eine Aufnahmegeometrie für die Pressdorne ausge formt ist, wobei die Aufnahmegeometrie der beiden Druck stücke zusammengefasst an die Pressgeometrie des Presskopfes angepasst ist. Schließlich wird vorgeschla gen, dass der Drucksensor und die Aufnahmegeometrien im selben Bereich der Druckstücke angeordnet sind, so dass der Drucksensor im Zuge der Messverpressung in der Pressebene, d. h. in der durch die vier Dorne des Presskopfes beaufschlagenden Ebene liegt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich mehrere Ausführungsbeispie le darstellt, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht gegen ein Kraftmesswerkzeug in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 den Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 das Kraftmesswerkzeug der ersten Ausführungs form in einer perspektivischen Explosionsdar stellung;

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung die Zuordnung des erfindungsgemäßen Kraftmesswerkzeuges an einen Vierdorn-Presskopf;

Fig. 5 eine partiell geschnittene Ansichtsdarstellung der Anordnung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 einen Vierdorn-Presskopf partiell geschnitten, bei Zuordnung des, durch die Dorne beaufschlag ten Kraftmesswerkzeuges;

Fig. 7 eine Detailschnittdarstellung gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 eine der Fig. 1 entsprechende Seitenansichts darstellung, jedoch eine zweite Ausführungs form des Kraftmesswerkzeuges betreffend;

Fig. 9 den Schnitt gemäß der Linie IX-IX in Fig. 8;

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform des Kraft messwerkzeuges;

Fig. 11 den Schnitt gemäß der Linie XI-XI in Fig. 10;

Fig. 12 das Kraftmesswerkzeug gemäß Fig. 10 in einer perspektivischen Einzeldarstellung;

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform des Kraft messwerkzeuges;

Fig. 14 den Schnitt gemäß der Linie XIV-XIV in Fig. 13;

Fig. 15 die perspektivische Darstellung des Kraft messwerkzeuges gemäß Fig. 13;

Fig. 16 das Kraftmesswerkzeug in einer weiteren Ausfüh rungsform;

Fig. 17 den Schnitt gemäß der Linie XVII-XVII in Fig. 16;

Fig. 18 die perspektivische Darstellung des Kraft messwerkzeuges gemäß Fig. 16.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein Kraftmesswerkzeug 1 für einen - wie in Fig. 4 dargestellten - Vierdorn-Presskopf 2. Das in den Fig. 1 bis 7 dargestellte erste Ausführungsbeispiel des Kraft messwerkzeuges 1 besteht im wesentlichen aus zwei paral lel zueinander angeordneten, und über eine Gelenkstelle 3 miteinander verbundenen Hebeln 4, 5, zwischen welchen ein Drucksensor 6 angeordnet ist.

Die Anordnung ist weiter so gewählt, dass in einer Grundstellung, d. h. im unbelasteten Zustand, die Hebel 4 und 5 nicht parallel zueinander verlaufen, sondern zueinander divergieren.

Der Drucksensor 6 liegt in, von den aufeinander zu weisenden Flächen der Hebel 4 und 5 ausgehenden Aufnah men 7, 8 ein.

Das an den einen freien Enden der Hebel 4, 5 ausgeform te Gelenk 3 ist gebildet durch einen, die Hebel 4 und 5 durchsetzenden Gelenkbolzen 9, welcher beidseitig end seitig mittels Sicherungsringen 10 gefesselt ist.

Die dem Gelenk 3 gegenüberliegenden, freikragenden Enden der Hebel 4 und 5 sind der durch die Dorne 11 des Presskopfes 2 vorgegebenen Pressgeometrie angepasst ausgeformt, weisen demnach jeweils eine Aufnahmegeome trie 12 für die Pressdorne 11 auf.

Jede Aufnahmegeometrie 12 ist dementsprechend durch zwei im Querschnitt dreieckförmige Senken 13 gebildet, wobei die Anordnung dieser Senken 13 zueinander so gewählt ist, dass in einem Querschnitt gemäß Fig. 2 die Symmetrieachsen x einen Winkel Alpha von 90° einschlie ßen, wobei weiter jede Symmetrieachse x in einem Winkel Beta von 45° zur, dem gegenüberliegenden Hebel zugewand ten Trennfläche 14 des jeweiligen Hebels ausgerichtet ist.

Die Aufnahmegeometrie 12 der freikragenden Enden von Hebel 4 und Hebel 5 sind, wie in Fig. 2 zu erkennen, symmetrisch zu der zwischen den Hebeln 4 und 5 gebilde ten Trennebene angeordnet.

Der Drucksensor 6 ist - bezogen auf die Länge der Hebel 4, 5 - mit einem Abstand a zu den Aufnahmegeometrien 12 angeordnet. So ist in dem dargestellten Ausführungsbei spiel ein Verhältnis der Abstände des Drucksensors 6 einerseits - Länge l1 - und der Aufnahmegeometrie 12 andererseits - Länge l2 - zu der Gelenkverbindung 3 der Hebel 4, 5 von ca. 1 : 1,415, d. h. 1 : "Wurzel 2" gewählt. So kann bspw. die Länge l1 zwischen Gelenk 3 und Drucksensor 6 100 mm und die Länge l2 zwischen Gelenk 3 und Aufnahmegeometrie 12 141,5 mm betragen.

Die beiden Hebel 4 und 5 sind gegen ein Aufschwenken um das Gelenk 3 mittels einer, eine Schwenkbewegung der Hebel 4, 5 in Verpressrichtung zulassenden Rändelschrau be 15 gesichert.

Das erfindungsgemäße Kraftmesswerkzeug 1 ist in Form eines Handgerätes, lehrenartig ausgebildet und wird zum Messen einer Presskraft in einem Presskopf 2 derart in das Pressmaul 16 des Presskopfes 2 eingeführt, dass die Aufnahmegeometrien 12 bzw. die ausgeformten Senken 13 des Kraftmesswerkzeuges 1 den vier Pressdornen 11 zugeordnet ausgerichtet sind (vergl. Fig. 4 und 5).

Der Presskopf 2 wird bspw. einem, nicht dargestellten Hydraulikgerät zugeordnet, welch letzteres bei Betäti gung mit einer Presskraft F auf die Pressdorne 11 ein wirkt. Die vier Pressdorne sind in einem Querschnitt gemäß Fig. 6 winkelgleichmäßig verteilt, schließen demnach jeweils einen Winkel von 90° zueinander ein. Zufolge der Übersetzungsverhältnisse wirkt jeder Press dorn 11 mit der halben Presskraft F/2 auf den zu verpres senden Pressling oder, wie dargestellt, auf das Kraftmesswerkzeug 1 ein.

Dadurch bedingt, dass durch die gewählte Anordnung der Aufnahmegeometrien 12 im Bereich der Hebel 4, 5 die halben Presskräfte F/2 in einem Winkel Beta von 45°, bezogen auf die Trennflächen 14 der Hebel 4, 5, einwir ken, ergibt sich eine senkrecht zu der Trennfläche 14 wirkende Kraftresultierende FR, welche um den Faktor "Wurzel 2" größer ist als die halbe Presskraft F/2.

Dieser Faktor "Wurzel 2" wird durch das gewählte Längen verhältnis von l1 und l2 aufgehoben, so dass im Bereich des Drucksensors 6 die tatsächliche Presskraft F ermit telt wird. Dieser ermittelte Wert kann zur Anzeige gebracht oder auch abgespeichert werden.

Zufolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist ein Kraftmesswerkzeug 1 angegeben, welches als lehrenarti ges Handgerät in einfachster Weise die tatsächliche Presskraft F eines Vierdorn-Presskopfes 2 ermittelt.

In den Fig. 8 und 9 ist ein weiteres Ausführungsbei spiel eines erfindungsgemäßen Kraftmesswerkzeuges 1 dargestellt. Auch hier sind zwei Hebel 4, 5 über ein, einen Gelenkbolzen 9 aufweisendes Gelenk 3 miteinander verbunden. Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist hier jedoch eine Anordnung vorgesehen, bei welcher die Aufnahmegeometrien 12 zwi schen dem freien Endbereich, in welchem der Drucksensor 6 angeordnet ist, und dem Gelenk 3 ausgeformt sind. Auch bei dieser Ausführungsform ist ein Verhältnis der Abstände des Drucksensors 6 einerseits und der Aufnahme geometrie 12 andererseits zu dem Gelenk 3 gewählt, welches entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel so ausgelegt ist, dass der Drucksensor 6 die tatsächliche Presskraft F ungeachtet der durch die geometrische Anordnung der Pressdorne 11 gegebenen Kraftübersetzung anzeigt. So ist hier ein Verhältnis der Längen l1 zwischen Drucksensor 6 und Gelenk 3 und der Länge l2 zwischen Aufnahmegeometrie 12 und Gelenk 3 von "Wurzel 2". 1 vorgesehen, zur Neutralisierung des "Wurzel 2"-Faktors der auf die Hebel 4, 5 einwirkenden Kraftre sultierenden FR.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 10 bis 12. Hier ist eine dem zuvor beschriebenen Ausführungs beispiel gemäß den Fig. 8 und 9 gleiche Anordnung von Aufnahmegeometrie 12 und Drucksensor 6 gegeben. Auch hier sind die Abstandsverhältnisse l1 zu l2 mit "Wurzel 2". 1 gewählt. Als Gelenk 3 ist in diesem Ausführungs beispiel ein Rollenlager 17 gewählt.

Eine weitere alternative Ausgestaltung des erfindungsge mäßen Kraftmesswerkzeuges 1 ist in den Fig. 13 bis 15 dargestellt. Hier sind die Aufnahmegeometrie 12 bzw. die ausgeformten Senken 13 mittig der Hebel 4, 5 ausge bildet. Beidseitig dieser Aufnahmegeometrien 12 sind Drucksensoren 6 vorgesehen.

Weiter alternativ kann gemäß dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 16 bis 18 eine Anordnung gewählt sein, bei welcher zwei an die Pressgeometrie der Pressdorne 11 angepasste Druckstücke 18 vorgesehen sind, welche im Zuge der Verpressung durch den Presskopf 2 auf einen zwischen diesen Druckstücken 18 angeordneten Drucksen sor 6 einwirken. Auch hier weisen die Druckstücke 18 entsprechend den zuvor beschriebenen Ausfüh rungsbeispielen zusammengefasst an die Pressgeometrie angepasste Aufnahmegeometrien 12 für die Pressdorne 11 auf. Der Drucksensor 6 und diese Aufnahmegeometrien 12 sind im selben Bereich, bevorzugt im Mittenbereich der Druckstücke 18 angeordnet.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hier mit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefüg ten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merk male dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmel dung mit aufzunehmen.

Claims

1. Kraftmesswerkzeug (1) für einen Vierdorn-Presskopf (2), wobei der Vierdorn-Presskopf (2) eine durch die Dorne (11) vorgegebene Pressgeometrie aufweist, gekenn zeichnet durch zwei zusammengefasst an die Pressgeo metrie des Presskopfes (2) angepasste Hebel (4, 5), die im Zuge der Verpressung auf einen Drucksensor (6) einwirken.

2. Kraftmesswerkzeug nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebel (4, 5) einseitig gelenkartig miteinander verbunden sind und an der gegenüberliegenden Seite freikragend enden.

3. Kraftmesswerkzeug nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass an den Hebeln (4, 5) jeweils eine Aufnahmegeometrie (12) für die Pressdorne (11) ausge formt ist.

4. Kraftmesswerkzeug nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (6), bezogen auf die Länge der Hebel (4, 5) mit Abstand (a) zu der Auf nahmegeometrie angeordnet ist.

5. Kraftmesswerkzeug nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Abstände (l1 und l2) des Drucksensors (6) einerseits und der Aufnah megeometrie (12) andererseits zu der Gelenkverbindung (3) der Hebel (4, 5) so gewählt ist, dass der Druck sensor (6) die tatsächliche Verpresskraft (F) unge achtet der durch die geometrische Anordnung der Dorne (11) gegebenen Kraftübersetzung anzeigt.

6. Kraftmesswerkzeug nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmegeometrie (12) dem freien Endbereich zugeordnet ist, während der Drucksen sor (6) zwischen dem Gelenk (3) und der Aufnahmegeome trie (12) zugeordnet angeordnet ist.

7. Kraftmesswerkzeug nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmegeometrie (12) zwi schen dem freien Endbereich, dem auch der Drucksensor (6) zugeordnet ist, und dem Gelenk (3) angeordnet ist.

8. Kraftmesswerkzeug nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmegeometrie (12) mittig der Hebel (4, 5) angeordnet ist und beidseitig der Aufnahmegeometrie (12) Drucksensoren (6) vorgesehen sind.

9. Kraftmesswerkzeug (1) für einen Vierdorn-Presskopf (2), wobei der Vierdorn-Presskopf (2) eine durch die Dorne (11) vorgegebene Pressgeometrie aufweist, gekenn zeichnet durch zwei an die Pressgeometrie angepasste Druckstücke (18), die im Zuge der Verpressung auf einen Drucksensor (6) einwirken.

10. Kraftmesswerkzeug nach Anspruch 9 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass an den Druckstücken (18) jeweils eine Aufnahmegeometrie (12) für die Pressdorne (11) ausgeformt ist.

11. Kraftmesswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 10 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (6) und die Aufnah megeometrien (12) im selben Bereich der Druckstücke (18) angeordnet sind.