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Die
Erfindung betrifft ein pneumatisches Handumreifungsgerät. Handumreifungsgeräte werden
verwendet zum Anlegen eines Umreifungsbands, das aus Kunststoff,
Stahl oder ähnlichen
Materialien besteht. Mittels des Handumreifungsgeräts, wie
es beispielsweise in der
DE
1 511 763 A beschreiben wird, wird das Umreifungsband gespannt, die
Enden des Umreifungsbandes werden miteinander verbunden und überschüssiges Umreifungsband wird
abgetrennt.
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Das
Verbinden der Enden des Umreifungsbandes kann insbesondere über Verschlusshülsen erfolgen.
Die Druckschrift
CH 499 424 beschreibt
ein Handwerkzeug zum Zusammendrücken
eines Verschlusses. Hierbei greifen Backen des Werkzeugs um die
Seiten des Verschlusses und bewirken dadurch ein Umgreifen des Bandes
sowie ein Zusammendrücken
des Verschlusses. Es zählt
darüber
hinaus zum Stand der Technik die Verschlusshülsen zusammen mit dem innenliegenden
Umreifungsband mehrfach seitlich einzuschneiden und die dadurch entstehenden
seitlichen Laschen aus der ursprünglichen
Ebene der Verschlusshülsen
herauszubiegen, so dass beide Bandenden durch die seitliche Verlagerung
der Laschen innerhalb der Verschlusshülse zug- und druckfest miteinander
verbunden sind. Zum Einschneiden und Verprägen der Verschlusshülsen sind
hohe Zangenkräfte
erforderlich. Es ist wichtig, dass der Bediener eines solchen Handumreifungsgerätes nicht
versehentlich in Kontakt mit diesen Zangen gelangt, da dies zu gefährlichen
Quetschungen führen
kann. Andererseits muss aber auch sichergestellt werden, dass das
Anlegen der Verschlusshülsen
absolut zuverlässig
erfolgt und nicht ohne besonderen Grund vom Benutzer des Handumreifungsgeräts abgebrochen
wird, da anderenfalls ein sicherer Verschluss der Umreifung nicht
gewährleistet
werden kann. Daher besitzen derartige Handumreifungsgeräte in der
Regel eine Einrastfunktion, die gewährleistet, dass ein Kolben, über welchen
die Zangen betätigt
werden, einen vollständigen
Hub durchläuft.
Diese Einrastfunktion kann allerdings gefährlich sein, wenn ein druckloses
Handumreifungsgerät
wieder an einen Druckluftanschluss angeschlossen und in Betrieb
genommen werden soll. Wenn in diesem Moment die Rastung aktiv ist,
wird unmittelbar mit der Druckbeaufschlagung der Kolben verlagert
und die Zangen werden betätigt.
Andererseits kann auf diesen Rastmechanismus aus Gründen der
Umreifungssicherheit auch nicht verzichtet werden.
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Hiervon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde ein pneumatisches
Handumreifungsgerät
zu schaffen, bei welchem bei korrekter Handhabung gewährleistet
ist, dass ein Verschlussmechanismus zum Verpressen der Verschlusshülsen nicht
ausgelöst
wird, wenn das drucklose Handumreifungsgerät mit Druck beaufschlagt wird,
d. h. in Betrieb genommen wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das
erfindungsgemäße Handumreifungsgerät umfasst
eine Ventilanordnung, über
welche eine Antriebseinheit, die insbesondere durch eine Kolben-Zylinder-Einheit gebildet
ist, des Handumreifungsgeräts
ansteuerbar ist. Der Kolben ist mit einem Verschlussmechanismus
für den
Verschlusshülsenverschluss gekoppelt.
Die Ventilanordnung dient zur Ansteuerung des Kolbens oder auch
eines Pneumatikmotors, welcher anstatt des Kolbens eingesetzt werden
kann. Die Ventilanordnung umfasst hierzu einen in einem Ventilgehäuse gelagerten
Ventilstößel, der
an einem Ende mit einem Betätigungshebel
gekoppelt ist. Über
den Betätigungshebel
kann der Ventilstößel von
einer Schließstellung
gegen eine Federkraft in eine Schaltstellung verlagert werden. In
der Schaltstellung wird der Kolben druckbeaufschlagt und der Verschluss
wird ausgeführt.
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Ein
wesentliches Element des erfindungsgemäßen Handumreifungsgeräts ist ein
Rastkolben, welcher unabhängig
von der Stellung des Ventilstößels durch
einen anliegenden pneumatischen Druck einen Sperrkörper mit
einer Sperrkraft seitlich gegen den Ventilstößel drängt. Der druckbeaufschlagte Sperrkörper greift
in der Schaltstellung des Ventilstößels in eine Rastausnehmung
des Ventilstößels ein. Dabei
ist die aus der Sperrkraft resultierende Rastkraft größer als
die Federkraft. Der Ventilstößel ist
bei Rückstellung
des Betätigungshebels
unter Überwindung
der Rastkraft oder bei Druckentlastung des Rastkolbens, d. h. wenn
der anliegende pneumatische Druck unter einen Mindestdruck fällt, nur
durch die Federkraft wieder in seine Schließstellung verlagerbar.
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Wichtig
bei der Erfindung ist, dass die Rastfunktion nur dann gegeben ist,
wenn das pneumatische Handumreifungsgerät druckbeaufschlagt ist. Im drucklosen
Zustand drückt
die Federkraft den Ventilstößel in seine
Ausgangsstellung, so dass ein unbeabsichtigtes Einrasten und damit
ein Auslösen
der Zangen unmöglich
ist. Die Geometrie im Bereich der Rastausnehmung ist so gewählt, dass
sich eine Rastkraft einstellt, die quer zur Sperrkraft wirkt, also
entgegen der Wirkrichtung der Federkraft, wobei die Rastkraft nur
so groß sein
soll, dass die Rastung leicht manuell aufgehoben werden kann.
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Es
ist theoretisch nicht ausgeschlossen, dass ein Bediener den Betätigungshebel
beim Anschluss des Handumreifungsgerätes an eine Druckluftquelle
betätigt
und dadurch ungewollt den Ventilstößel in eine Schaltstellung
verlagert, in welcher der Ventilstößel einrasten kann. Für diesen Fall
der Fehlbedienung ist in vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens
vorgesehen, dass der Ventilstößel über einen
Notausschalter in seine Ausgangsstellung verlagerbar ist. Die hierfür erforderliche
Kraft entspricht vorzugsweise etwa der Kraft, die zum Ziehen des
Betätigungshebels
notwendig ist.
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Der
Notausschalter kann in Bauraum sparender Weise mit dem vom Betätigungshebel
abgewandten Ende des Ventilstößels verbunden
sein, so dass er mit dem Daumen der Hand des Benutzers betätigbar ist.
Das ermöglicht
eine Einhandbedienung sowohl was die Auslösung des Verschlussmechanismus
als auch das notfallmäßige Aufheben
der Sperrfunktion betrifft.
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Es
wird als zweckmäßig angesehen,
wenn die Federkraft an dem vom Betätigungshebel abgewandten Ende
des Ventilstößels angreift.
In diesem Fall kann die Feder sogar in das Ventilgehäuse integriert
sein und ist daher vor Manipulationen und Verschmutzungen geschützt. Das
gewährleistet
eine zuverlässige
Funktionsweise des Sicherheitsmechanismus.
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Alternativ
kann die Federkraft auch mittelbar über den Betätigungshebel auf den Ventilstößel wirken.
Die Feder ist in diesem Fall an dem Betätigungshebel angeordnet. Die
Feder kann als Schraubendruckfeder das untere Ende des Ventilstößels umschließen, welches
somit als Innenführung
für die
Feder dient.
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Die
Rückstellung
des Ventilstößels erfolgt
in vorteilhafter Ausgestaltung durch einen Rückstellstößel, der quasi an der Unterseite
eines einen Kolben der Antriebseinheit aufnehmenden Zylindergehäuses angeordnet
ist. Der Kolben drückt
in seiner Endstellung auf diesen Rückstellstößel, welcher wiederum eine
Rückstellkraft
auf den Ventilstößel ausübt. Die Rückstellkraft
kann über
den Betätigungshebel
umgelenkt werden, d. h. mittelbar übertragen werden.
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Wesentlich
bei der Auslegung des Handumreifungsgeräts ist die Abstimmung der auf
den Ventilstößel wirkenden
Kräfte.
In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass ein Kontaktbereich zwischen Sperrkörper und Rastausnehmung
als zur Hubrichtung des Ventilstößels und
zur Hubrichtung des Rastkolbens geneigt verlaufende Schrägfläche ausgebildet
ist. Schrägflächen können an
einem oder auch an beiden miteinander in Kontakt stehenden Bauteilen ausgebildet
sein. Entscheidend ist, dass es nicht zu einer Selbsthemmung kommt,
damit der Sperrkörper ausschließlich durch
die Federkraft wieder aus der Rastausnehmung heraus gedrückt werden
kann.
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Es
wird als zweckmäßig angesehen,
wenn der Sperrkörper
die Form einer Kugelhaube aufweist. Ein solcher Sperrkörper kann
beispielsweise in eine als Ringnut ausgebildete Rastausnehmung fassen, deren
Kanten im Übergang
zur Außenseite
des Ventilstößels mit
Fasen versehen sind, d. h. Schrägflächen aufweisen.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung stehen die Fasen in einem
Winkel von 30° zur
Hubrichtung des Rastkolbens.
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Die
Erfindung lässt
sich am besten anhand der nachfolgenden schematisch dargestellten
Zeichnungen verstehen und erläutern.
Es zeigt:
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1 einen
Teilbereich eines pneumatischen Handumreifungsgeräts im Bereich
seiner Ventilanordnung im Teilschnitt, wobei das Gerät drucklos ist
und sich der Ventilstößel in einer
Ausgangsstellung befindet;
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2 das
pneumatische Handumreifungsgerät
der 1 im drucklosen Zustand, wobei sich der Ventilstößel in seiner
Schaltstellung befindet;
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3 das
pneumatische Handumreifungsgerät
der 2 in der Schaltstellung, wobei der Rastkolben
druckbeaufschlagt ist und einen Sperrkörper in eine Rastausnehmung
des Ventilstößels presst;
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4 das
druckbeaufschlagte Handumreifungsgerät der 3 am Ende
des Verschlussvorgangs, wobei sich der Kolben in seiner untern Hubstellung
befindet;
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5 in
vergrößerter Darstellung
den Ventilstößel mit
eingreifendem Sperrkörper
und Rastkolben und
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6 in
vergrößerter Darstellung
die Geometrie der Rastausnehmung am Ventilstößel.
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1 zeigt
den erfindungswesentlichen Bereich eines pneumatischen Handumreifungsgeräts 1 mit
einer Ventilanordnung 2, die sich in unmittelbarer Nähe eines
Zylinders 4 befindet, in welchem ein Kolben 5 verlagerbar
ist. Die Ventilanordnung 2 befindet sich zwischen dem Zylinder 4 und
einem Handgriff 6 mit endseitigem Druckluftanschluss 7.
Bei dem Druckluftanschluss 7 handelt es sich um eine handelsübliche Schlauchkupplung. Über den
Druckluftanschluss 7 und einen sich in Längsrichtung
innerhalb des Handgriffs 6 erstreckenden Druckluftkanal 8 ist
die Ventilanordnung 2 pneumatisch beaufschlagbar. Wesentlicher
Bestandteil der Ventilanordnung 2 ist ein Ventilstößel 9,
dessen in der Bildebene unteres Ende 10 aus dem einstückig mit
dem Handgriff 6 ausgebildeten Ventilgehäuse 11 herausragt
und mit einem Betätigungshebel 12 verbunden
ist. Der Betätigungshebel 12 ist
unterhalb des Zylinders 4 gelenkig gelagert und wird bei
Betätigung
des Handumreifungsgeräts 1 von
dem Bediener in Richtung auf den Handgriff 6 gezogen. Die
Betätigung
erfolgt mittels des Zeigefingers, während die Handfläche auf
der Oberseite des Handgriffs 6 ruht.
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Durch
den Betätigungshebel 12 kann
der Ventilstößel 9 innerhalb
des Ventilgehäuses 11 in
der Bildebene nach oben verlagert werden, wie es in 2 dargestellt
ist. Die Verlagerung erfolgt dabei gegen eine Federkraft F, die
von einer Schraubendruckfeder 14 ausgeht, die am oberen,
vom Betätigungshebel 12 abgewandten
Ende 15 des Ventilstößels 9 angeordnet
ist und sich einerseits gegen das Ventilgehäuse 11 und andererseits
gegen einen Kragen 16 des Ventilstößels 9 abstützt. In 2 ist
zu erkennen, dass der Ventilstößel 9 in
der Schaltstellung mit seinem unteren Ende 10 innerhalb
des Ventilgehäuses 11 liegt,
wobei sein oberes Ende 15 aus dem Ventilgehäuse 11 hinaus
verlagert ist. Dieses obere Ende 15 dient als Notausschalter 17,
der mit einem Daumen betätigt
werden kann, indem der verbreiterte Kopf 3 des Notausschalters 17 wieder
nach unten in Richtung auf das Ventilgehäuse 11 gedrückt wird, so
dass der Ventilstößel 9 nach
unten verlagert wird.
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In
den 1 und 2 liegt kein Druck an dem Handumreifungsgerät 1 an.
Dadurch bleibt der Kolben 5 in der dargestellten oberen
Position. Wichtig in diesem Zusammenhang ist, dass der Ventilstößel 9 in
der in 2 dargestellten Schaltposition nicht einrastet.
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Die
Einrastfunktion der Ventilanordnung 2 wird durch das Zusammenspiel
eines Sperrkörpers 18 und
einer Rastausnehmung 19 realisiert. In diesem Ausführungsbeispiel
ist der Sperrkörper 18 einteilig
an einem Rastkolben 20 ausgebildet. Der Sperrkörper 18 besitzt
die Form einer Kugelhaube. Die Rastausnehmung 19 ist als
Rastnut ausgebildet (5). Wichtig in diesem Zusammenhang
ist, dass der Sperrkörper 18 nicht
selbsthemmend in der Rastausnehmung 19 gehalten ist, sondern
durch Verlagerung des Ventilstößels 9 in
seine Hubrichtung H1 aus der Rastausnehmung 19 herausgedrängt wird.
Zu diesem Zweck ist der Kontaktbereich zwischen Sperrkörper 18 und
Rastkolben 20 als Schrägfläche ausgebildet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist sowohl die Kontaktfläche
des Sperrkörpers 18 geschrägt, nämlich durch
die Form der Kugelhaube, als auch der Kontaktbereich des Ventilstößels 9. Die
Rastausnehmung 19 besitzt Fasen 21 im Übergang
zur Außenseite 22 des
Ventilstößels 9.
In 6 ist zu erkennen, dass die Fase 21 in
einem Winkel W von 30° zur
Hubrichtung H2 des Rastkolbens 20 steht.
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Die
in Hubrichtung H1 des Ventilstößels 9 wirkende
Federkraft F bewirkt, dass sich der Ventilstößel 9 immer in der
Ausgangsstellung befindet, sofern dieser nicht durch den Betätigungshebel 12 gegen
die Federkraft F nach oben in die Schaltstellung gezogen wird. Ein
Einrasten in der Ausgangsstellung ist nicht möglich, da sich die Rastausnehmung 19 in der
Ausgangsstellung des Ventilstößels 9 nicht
in Höhe
des Sperrkörpers 18 befindet.
Dieser wird in der Ausgangsstellung gegen einen Schaftabschnitt 23 gepresst,
der einen größeren Durchmesser
aufweist als die Rastausnehmung 19.
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Wenn
während
des Anlegens des pneumatischen Drucks versehentlich der Betätigungshebel 12 gezogen
wird, so dass sich der Ventilstößel 9 in
der Schaltstellung befindet und der Rastkolben 20 den Sperrkörper 18 in
die Rastausnehmung 19 presst, kann der Ventilstößel 9 über den
Notausschalter 17 unter Überwindung der Sperrkraft S
sofort nach unten gedrückt
werden, um ein Herunterfahren des Kolbens 5 zu verhindern.
Dieser Unterschied wird anhand der 2 und 3 deutlich.
Während
das Handumreifungsgerät 1 in 2 drucklos
ist und sich der Sperrkörper 18 somit
nicht in der Rastausnehmung 19 befindet, liegt bei der
Ausführungsform
der 3 ein Druck p im Druckluftkanal 8 an.
Der Druckluftkanal 8 ist mit einem Querkanal 24 verbunden, über welchen
der Druck p auf die vom Sperrkörper 18 abgewandte
Seite des Rastkolbens 20 wirkt und somit den Sperrkörper 18 in
die Rastaufnahme 19 drückt. 3 zeigt
somit die eingerastete Position, in welcher sich die Ventilanordnung 2 in
der Schaltstellung befindet. Der Druck p wirkt auf den Kolben 5, welcher
dadurch innerhalb des Zylinders 4 nach unten verfährt und
in seiner unteren Stellung einen Rückstellstößel 25 berührt und
diesen schließlich verlagert
(5). Der Rückstellstößel 25 drückt dabei
auf den Betätigungshebel 12,
welcher eine Rückstellkraft
R auf das untere Ende 10 des Ventilstößels 9 ausübt und dabei
unter Überwindung
der Rastkraft K und durch Unterstützung der Federkraft F den
Ventilstößel 9 nach
unten in die Ausgangsposition verlagert, wodurch die Rastung aufgehoben
wird.
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Wenn
die aus der Sperrkraft S resultierende Rastkraft K erst einmal überwunden
ist, drückt
die Federkraft F den Betätigungshebel 12 selbsttätig in die
Ausgangsstellung, wobei das Ventil umschaltet, der Kolben 5 wieder
nach oben verfährt
und das Handumreifungsgerät 1 für einen
weiteren Umreifungsvorgang zur Verfügung steht.
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Die
Federkraft F verhindert somit auch das selbstständige Schalten der Ventilanordnung 2, 50 dass
das Handumreifungsgerät 1 weder
im drucklosen noch im druckbeaufschlagten Zustand selbsttätig auslösen kann.
Ein ungewolltes Einrasten des Sperrkörpers 18, beispielsweise
während
des Transports des Handumreifungsgeräts 1 ist durch die
erfindungsgemäße Gestaltung
der Ventilanordnung 2 ausgeschlossen. Verletzungen durch
eine ungewollte Zangenbewegung bei Anschluss des Handumreifungsgeräts 1 an
die Druckluftversorgung können
daher ebenso ausgeschlossen werden. Der Notausschalter 17 bietet
zusätzliche
Sicherheit bei Fehlhandhabung des Handumreifungsgeräts 1.
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- 1
- Handumreifungsgerät
- 2
- Ventilanordnung
- 3
- Kopf
- 4
- Zylinder
- 5
- Kolben
- 6
- Handgriff
- 7
- Druckluftanschluss
- 8
- Druckluftkanal
- 9
- Ventilstößel
- 10
- unteres
Ende v. 9
- 11
- Ventilgehäuse
- 12
- Betätigungshebel
- 13
- Oberseite
v. 6
- 14
- Schraubendruckfeder
- 15
- oberes
Ende v. 9
- 16
- Kragen
- 17
- Notausschalter
- 18
- Sperrkörper
- 19
- Rastausnehmung
- 20
- Rastkolben
- 21
- Fasen
- 22
- Außenseite
- 23
- Schaftabschnitt
- 24
- Querkanal
- 25
- Rückstellstößel
- F
- Federkraft
- R
- Rückstellkraft
- S
- Sperrkraft
- K
- Rastkraft
- W
- Winkel
- H1
- Hubrichtung
v. 9
- H2
- Hubrichtung
v. 20
- p
- Druck