DE102018115750B3 - Radial press and method for joining two components by means of radial pressing - Google Patents
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Abstract
Bei einer Radialpresse mit einer Grundstruktur, einem daran angebrachten, radial zu einer Pressachse bewegbare Presskörper umfassenden Presswerkzeug, einer auf dieses einwirkenden hydromechanischen Antriebseinheit und einer Pressensteuerung ist in letzterer mindestens ein Programm für einen zumindest die drei Betriebsphasen Schließen, Halten und Öffnen umfassenden Presszyklus hinterlegt. Die zeitliche Dauer der Halten-Betriebsphase wird in der Pressensteuerung automatisch für den jeweiligen einzelnen Pressvorgang individuell ermittelt, und zwar in Abhängigkeit vom Gradienten des Signals mindestens eines die Presskraft und/oder das Pressmaß überwachenden Pressparametersensors während des bereits vollzogenen Anteils der Halten-Betriebsphase des betreffenden Presszyklus'. Offenbart ist auch ein Verfahren zum Fügen zweier Bauteile mittels Radialpressung, welches sich unter Nutzung einer solchen Radialpresse durchführen lässt. In the case of a radial press with a basic structure, a pressing tool mounted thereon, which can be moved radially to a pressing axis, a hydromechanical drive unit acting on it and a press control, at least one program for the pressing cycle comprising at least the three operating phases of closing, holding and opening is stored in the latter. The time duration of the holding operating phase is determined automatically in the press control for each individual pressing operation, depending on the gradient of the signal of at least one press force and / or the pressing measure monitoring press parameter sensor during the already completed portion of the holding operation phase of the relevant Press cycle. Disclosed is also a method for joining two components by means of radial pressing, which can be carried out using such a radial press.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialpresse. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Radialpresse mit einer Grundstruktur, einem daran angebrachten Presswerkzeug, einer Antriebseinheit und einer auf diese einwirkenden Pressensteuerung, wobei das Presswerkzeug mehrere gleichmäßig konzentrisch um eine Pressachse herum angeordnete, unter Einwirkung der Antriebseinheit in Richtung auf die Pressachse und von dieser weg bewegbare Presskörper umfasst. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Fügen zweier Bauteile mittels Radialpressung.The present invention relates to a radial press. In particular, the present invention relates to a radial press given in the preamble of claim 1 having a basic structure, a pressing tool attached thereto, a drive unit and a press control acting thereon, wherein the pressing tool has a plurality of uniformly concentric about a press axis, under the action of the drive unit in the direction the press axis and movable therefrom press body comprises. Furthermore, the present invention relates to a method for joining two components by means of radial pressing.
Im Stand der Technik sind Radialpressen der vorstehend dargelegten Art bekannt. Sie sind - in diversen Ausführungsvarianten - im praktischen Einsatz in Verwendung. Besonders verbreitet ist der Einsatz derartiger Radialpressen bei der Herstellung von einbaufertigen Hydraulikleitungen, nämlich für das feste Anbringen von Anschlussarmaturen an einem Schlauchstück an dessen beiden Enden. Druckschriftlich offenbart sind die hier in Rede stehenden Radialpressen beispielsweise in den folgenden Dokumenten:
Bei modernen, numerisch gesteuerten hydraulischen Radialpressen ist dabei in der Pressensteuerung, die signalübertragend mit mindestens einem Pressparametersensor verbunden ist, welcher seinerseits einen der beiden Betriebsparameter Presskraft und Pressmaß überwacht und ein Presskraftsignal bzw. ein Pressmaßsignal bereitstellt, mindestens ein Programm für einen zumindest die drei Betriebsphasen Schließen, Halten und Öffnen umfassenden Presszyklus hinterlegt, wobei in der Schließen-Betriebsphase die Presskörper mittels der Antriebseinheit bei zunehmender Presskraft bis zu einem vorgegebenen Schließen-Endwert aktiv in Richtung auf die Pressachse bewegt werden, in der (sich typischerweise an die Schließen-Betriebsphase anschließenden) Halten-Betriebsphase eine weitere Förderung von Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikpumpe zum hydromechanischen Wandler unterbleibt und in der Öffnen-Betriebsphase die Presskörper mittels der Antriebseinheit (zu der insoweit auch Rückstell- bzw. Öffnungsfedern zählen) aktiv von der Pressachse weg bewegt werden, so dass das Werkstück der Radialpresse entnommen werden kann. Mit solchen modernen Radialpressen lassen sich auf die miteinander zu verbindenden Komponenten (z. B. Hydraulikschlauch und Anschlussarmatur) abgestimmte Radialverpressungen mit einem hohen Maß an Reproduzierbarkeit durchführen. Dies kommt der Fertigungsgenauigkeit zugute, und von dieser profitiert wiederum die anwenderseitige Sicherheit; denn bei den typischerweise in Hydrauliksystemen herrschenden Drücken würde das Ausreißen eines Hydraulikschlauches aus der Anschlussarmatur für die Umgebung eine gravierende Gefährdung bedeuten. Zudem lässt sich bei solchen numerisch gesteuerten Radialpressen jede einzelne Verpressung im Detail dokumentieren, was im Hinblick auf die Anwendung der Hydraulikleitung in einer zertifizierten Umgebung essentiell ist.In modern, numerically controlled hydraulic radial presses is in the press control, which is signal transmitting connected to at least one press parameter sensor, which in turn monitors one of the two operating parameters pressing force and pressing size and provides a press force signal or a Pressmaßsignal, at least one program for at least the three operating phases Closing, holding and opening comprehensive pressing cycle stored, wherein in the closing phase of operation, the compacts are moved by the drive unit with increasing pressing force up to a predetermined closing final value in the direction of the press axis in the (typically following the closing phase of operation ) Holding-operating phase further promotion of hydraulic fluid through the hydraulic pump to the hydromechanical converter is omitted and in the opening phase of operation, the compacts by means of the drive unit (to the extent also Rückste ll or opening springs count) are actively moved away from the press axis, so that the workpiece of the radial press can be removed. With such modern radial presses, it is possible to perform radial compressions with a high degree of reproducibility matched to the components to be interconnected (eg hydraulic hose and connection fitting). This benefits the manufacturing accuracy, and this in turn benefits the user safety; because at the pressures typically prevailing in hydraulic systems, the tearing of a hydraulic hose from the connection fitting for the environment would be a serious threat. In addition, with numerically controlled radial presses, every single pressing can be documented in detail, which is essential with regard to the application of the hydraulic line in a certified environment.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, eine Radialpresse der vorstehend erläuterten, gattungsgemäßen Art bereitzustellen, die sich - unter Beibehaltung der dargelegten Vorteile - durch die Möglichkeit einer besonders hohen wirtschaftlichen Effizienz bei ihrem Einsatz auszeichnet.The present invention has set itself the task of providing a radial press of the generic type described above, which - while maintaining the stated advantages - characterized by the possibility of a particularly high economic efficiency in their use.
Gelöst wird diese Aufgabenstellung, indem die zeitliche Dauer der Halten-Betriebsphase in der Pressensteuerung automatisch für den jeweiligen einzelnen Pressvorgang individuell ermittelt wird, wobei die automatische Ermittlung der Dauer der Halten-Betriebsphase in Abhängigkeit vom Gradienten des Signals des mindestens einen Pressparametersensors während des bereits vollzogenen Anteils der Halten-Betriebsphase des betreffenden Presszyklus' erfolgt. Demnach zeichnet sich die erfindungsgemäße Radialpresse, mit anderen Worten, dadurch aus, dass in dem in der Pressensteuerung für die konkrete Pressaufgabe abgespeicherten Pressprogramm nicht eine für den betreffenden Presszyklus verbindlich einzuhaltende Dauer der Halten-Betriebsphase (Haltezeit) fest hinterlegt ist, sondern dass vielmehr prozessintern für jeden einzelnen Pressvorgang die jeweilige Haltezeit automatisch intern ermittelt wird, wobei jener automatischen Ermittlung der Haltezeit Messwerte des mindestens einen maschineninternen Pressparametersensors zugrunde liegen, indem nämlich die zeitliche Veränderung (der Gradient) des Presskraftsignals und/oder des Pressmaßsignals während des bereits vollzogenen Anteils der Halten-Betriebsphase des betreffenden Presszyklus' berücksichtigt wird. Auf diese Weise können insbesondere individuelle, beispielsweise durch geringfügige Unterschiede des jeweiligen Materials begründete Besonderheiten der jeweiligen Komponenten dahingehend berücksichtigt werden, dass die Haltezeit individuell nur exakt so lange währt, bis in dem Werkstück die erforderliche Materialsetzung abgeschlossen ist. Eine vorsorgliche Ausdehnung der Haltezeit auf jenes Maß, das für ein zuverlässiges Verpressen der miteinander zu verpressenden Bauteile bzw. Komponenten innerhalb der gesamten für diese geltenden, ggf. unter Zugrundelegung ungünstigster Verhältnisse kumulierten Toleranzbereiche erforderlich ist, kann demnach entfallen, ohne dass sich dies im Sinne einer Einbuße an Produktsicherheit auswirken würde. Bei entsprechend großen Serien lassen sich, im Vergleich mit dem Stand der Technik, durch die aufsummierten eingesparten unproduktiven Haltezeit-Anteile signifikante Steigerungen der Fertigungseffizienz erreichen; denn bei typischen Verpressungsprozessen macht die Haltezeit (mit den vorsorglich anzuwendenden üblichen Sicherheiten) bis zu 30% der gesamten Zyklusdauer aus, so dass eine mittlere Verkürzung der Haltezeit um 66% sich in Form einer 20-prozentigen Steigerung der Gesamteffizienz auswirkt.This task is solved by automatically determining the duration of the hold operating phase in the press control for the respective individual pressing process, the automatic determination of the duration of the hold operating phase depending on the gradient of the signal of the at least one press parameter sensor during the already completed Proportion of the holding operating phase of the press cycle concerned. Accordingly, the radial press according to the invention is characterized, in other words, by the fact that in the press control for the specific press task stored pressing program not for the press cycle in question mandatory duration of holding operating phase (holding time) is firmly stored, but that rather in-process for each individual pressing operation, the respective holding time is automatically determined internally, whereby the automatic determination of the holding time is based on measured values of the at least one internal machine press parameter sensor, namely by the temporal change (the gradient) of the press force signal and / or the press measurement signal during the already completed portion of holding Operating phase of the press cycle concerned. In this way, particular individual features of the respective components, which are justified, for example, by slight differences in the respective material, can be taken into account in that the holding time individually only lasts exactly until the required material has been completed in the workpiece. A precautionary extension of the holding time to the extent that is required for a reliable compression of the components or components to be pressed together within the whole for Accordingly, if these tolerances are applied, which may be cumulated on the basis of unfavorable conditions, they can be dispensed with, without this having the effect of sacrificing product safety. With correspondingly large series, in comparison with the prior art, significant increases in the production efficiency can be achieved by the accumulated, unproductive holding time portions accumulated. for typical compression processes, holding time (with the usual precautions to be taken as a precautionary measure) accounts for up to 30% of the total cycle time, so a mean 66% reduction in holding time will translate into a 20% increase in overall efficiency.
Für typische Anwendungsfälle kann die erfindungsgemäße Ausführung einer Radialpresse bereits ohne eine Berücksichtigung von Messwerten des Presskraftsensors und/oder des Pressmaßsensors aus der (der Halten-Betriebsphase vorausgegangenen) Schließen-Betriebsphase des betreffenden Presszyklus' - und deshalb auf vergleichsweise leicht technisch umsetzbare Art und Weise - durchaus ausgeprägte Effizienz-Effekte liefern. Allerdings ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung keinesfalls ausgeschlossen, bei der prozessinternen Ermittlung der individuellen Dauer der Halten-Betriebsphase des betreffenden Presszyklus' solche Sensorsignale zusätzlich zu verwerten. Denn im Einzelfall kann auch und gerade das Werkstück- oder sonstige Betriebsverhalten während der Schließen-Betriebsphase zusätzliche relevante Anhaltspunkte für die Bemessung der individuell optimalen Haltezeit liefern. Entsprechendes gilt für die mögliche zusätzliche Verwertung von aussagekräftigen Betriebsparameterwerten, die durch den Presskraft-, den Pressmaß- oder einen sonstigen Betriebsparametersensor während der Halten-Betriebsphase erfasst werden.For typical applications, the embodiment of a radial press according to the invention can already be realized without taking into account measured values of the press force sensor and / or the press dimension sensor from the closing operating phase of the press cycle in question (the holding operating phase) and therefore in a comparatively easily technically feasible manner. deliver quite pronounced efficiency effects. However, within the scope of the present invention, it is by no means impossible to utilize such sensor signals additionally in the process of determining the individual duration of the holding operating phase of the relevant pressing cycle in-process. Because in individual cases and especially the workpiece or other operating behavior during the closing phase of operation provide additional relevant clues for the design of the individually optimal holding time. The same applies to the possible additional utilization of meaningful operating parameter values which are detected by the pressing force, the pressing dimension or another operating parameter sensor during the holding operating phase.
Da bei der Radialpresse nach vorliegenden Erfindung in der Halten-Betriebsphase eine Nachregelung der Antriebseinheit (im Sinne eines druck- und/oder weggesteuerten Nachpressens) unterbleibt, gibt der Gradient des innerhalb der Halten-Betriebsphase erfassten Presskraft- bzw. Pressmaßsignals direkt Aufschluss über das Material-Setzungsverhalten in dem Werkstück während der Halten-Betriebsphase. Dies gilt selbst dann, wenn sich bei der (über eine hydraulisch arbeitende Antriebseinheit verfügenden) Radialpresse in der Halten-Betriebsphase ein auf Leckageeffekte zurückzuführendes Nachlassen der Presskraft einstellt, was in der Praxis gerade bei vergleichsweise langen Haltezeiten durchaus vorkommen kann; denn ist dies der Fall, so dass ein Nachlassen der herrschenden Presskraft in der Halten-Betriebsphase dann nicht allein auf Setzungseffekte im Werkstück zurückgeht, so lässt sich ein solcher durch die Radialpresse als solche bedingter (durch Kalibrierung ermittelbarer) Gradient der Presskraft berücksichtigen und in Ansatz bringen, wenn in der Pressensteuerung die Dauer der Haltezeit des jeweiligen Presszyklus' in Abhängigkeit vom Gradienten der Presskraft in der Halten-Betriebsphase ermittelt wird. Nähert sich der Presskraftgradient demjenigen an, der sich bei der betreffenden Radialpresse bereits aufgrund von Leckageeffekten der Antriebseinheit ergibt, so geht der auf Setzungseffekte im Werkstück zurückgehende Anteil des Presskraftgradienten gegen Null, d. h. ist der Setzungsprozess zumindest im Wesentlichen abgeschlossen.Since in the radial-press according to the present invention a readjustment of the drive unit (in the sense of pressure-controlled and / or path-controlled repressing) does not take place in the hold operating phase, the gradient of the press force or press dimension signal detected within the hold operating phase directly provides information about the material Settling behavior in the workpiece during the holding operation phase. This is true even if, in the holding operating phase, a decrease in the compression force attributable to leakage effects occurs in the radial press (which has a hydraulically operating drive unit), which in practice can occur even with comparatively long hold times; because this is the case, so that a decrease in the prevailing pressing force in the holding phase of operation is not attributable solely to settlement effects in the workpiece, such can be considered by the radial press as such conditional (by calibration) gradient of the pressing force and approach bring when in the press control, the duration of the holding time of the respective press cycle 'is determined as a function of the gradient of the pressing force in the hold operating phase. If the press force gradient approaches that which already occurs in the radial press in question due to leakage effects of the drive unit, the proportion of the press force gradient that originates from the setting effects in the workpiece approaches zero, ie. H. the settlement process is at least substantially complete.
Ein weiterer bedeutender, zu der hervorragenden Prozesseffizienz hinzukommender Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass - verglichen mit der Situation bei Radialpressen, bei denen entweder gar keine vorgegebene Haltezeit in der Maschinensteuerung hinterlegt ist oder sich eine voreingestellte Haltezeit durch den Bediener manuell manipulieren lässt - eine Steigerung der Produktqualität des durch Radialverpressen hergestellten Erzeugnisses und/oder eine signifikante Verbesserung der Fertigungsqualität im Sinne reduzierter Fertigungstoleranzen erreichen lässt. Denn indem erfindungsgemäß die Haltezeit maschinenintern, für den jeweiligen einzelnen Pressvorgang individuell automatisch ermittelt wird, wird der bisweilen bestehenden Tendenz vorgebeugt, dass durch den Bediener der Radialpresse, um die Produktivität zu steigern, die Haltephase gegenüber einem für den jeweiligen Presszyklus geltenden Richtwert verkürzt oder gar gänzlich weggelassen wird, was allerdings im Extremfall zu - nicht ohne Weiteres erkennbare, gravierende Mängel aufweisenden - Werkstücken führen kann, deren Ausfall ggf. katastrophale Auswirkungen haben kann.Another significant advantage of the present invention, which adds to the excellent process efficiency, is that - compared to the situation with radial presses where either no predetermined hold time is stored in the machine control or a preset hold time can be manually manipulated by the operator Increase the product quality of the product produced by radial compression and / or achieve a significant improvement in manufacturing quality in terms of reduced manufacturing tolerances. Because according to the invention, the holding time machine inside, individually determined automatically for each pressing process, the sometimes existing tendency is prevented that shortened by the operator of the radial press to increase productivity, the holding phase compared to a valid for the respective pressing cycle guide value or even is omitted entirely, but in extreme cases to - not readily apparent, serious defects may have - workpieces whose failure may possibly have catastrophic effects.
In besonders ausgeprägtem Maße lassen sich die vorstehend dargelegten Vorteile erreichen, wenn die Radialpresse sowohl einen Presskraftsensor als auch einen Pressmaßsensor aufweist und in der Pressensteuerung - bei der maschinen- und prozessinternen automatischen individuellen Ermittlung der Dauer der Halten-Betriebsphase des jeweiligen Presszyklus' - sowohl ein während des bereits vollzogenen Anteils der Halten-Betriebsphase des betreffenden Presszyklus' von dem Presskraftsensor bereitgestelltes Presskraftsignal als auch ein während des bereits vollzogenen Anteils der Halten-Betriebsphase des betreffenden Presszyklus' von dem Pressmaßsensor bereitgestelltes Pressmaßsignal verarbeitet werden, wobei, wie weiter oben eingehend dargelegt, zur Ermittlung der Dauer der Halten-Betriebsphase zu mindestens einem der beiden Betriebsparameter der Gradient berücksichtigt wird.To a particularly pronounced extent, the advantages set out above can be achieved if the radial press has both a press force sensor and a press dimension sensor and in the press control - in the machine and in-process automatic individual determination of the duration of the holding operation phase of the respective press cycle '- both during the already completed portion of the hold phase of the press cycle concerned, a press force signal provided by the press force sensor is processed as well as a press fit signal provided by the press dimension sensor during the already completed portion of the hold phase of the press cycle in question, wherein, as detailed above, to determine the duration of the holding operation phase to at least one of the two operating parameters of the gradient is taken into account.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der mindestens eine Presskraftsensor als Druckaufnehmer ausgeführt. Zwischen dem mittels eines solchen Druckaufnehmers zu erfassenden Druck innerhalb der hydraulisch arbeitenden Antriebseinheit und der auf das Werkstück wirkenden Presskraft besteht eine signifikante Korrelation, so dass sich über den Druck typischerweise relativ zuverlässig auf die effektive Presskraft schließen lässt. Insbesondere für Anwendungsfälle mit höchster erforderlicher Präzision kann demgegenüber, gemäß einer alternativen bevorzugten Weiterbildung, der mindestens eine Presskraftsensor als Verformungsaufnehmer ausgeführt sein. Namentlich kann dabei der Verformungsaufnehmer an mindestens einem der Presskörper angeordnet sein, insbesondere an einem bezüglich der Grundstruktur ortsfesten Presskörper, bei mehrteiligen Presskörpern ganz besonders bevorzugt an einer Presskörper-Grundbacke. Bei Verwendung eines als Verformungsaufnehmer ausgeführten Presskraftsensors lässt sich die effektive, tatsächlich auf das Werkstück wirkende Presskraft besonders zuverlässig ermitteln, denn (z. B. verschleißbedingte) interne Reibungen der Radialpresse führen nicht zu einer Verfälschung des ermittelten, für die Bemessung der individuellen Haltezeit herangezogenen Presskraftsignals. Ersichtlich ist auch eine Kombination mehrerer unterschiedlicher Presskraftsensoren möglich, wobei beispielsweise durch einen Abgleich der durch unterschiedliche Presskraftaufnehmer ermittelten Presskraftwerte auf den Verschleißzustand der Radialpresse und/oder auf ein außergewöhnliches Betriebsverhalten geschlossen werden kann.According to another preferred embodiment of the invention, the at least one pressing force sensor is designed as a pressure transducer. Between by means of such a pressure transducer There is a significant correlation between the pressure to be detected within the hydraulically operating drive unit and the pressing force acting on the workpiece, so that the pressure can typically be concluded relative to the effective pressing force relatively reliably. In contrast, in particular for applications with the highest precision required, according to an alternative preferred development, the at least one pressing force sensor can be designed as a deformation transducer. In particular, the deformation sensor can be arranged on at least one of the compacts, in particular on a compact which is stationary with respect to the basic structure, and in the case of multipart compacts very particularly preferably on a compacted basic member. When using a press force sensor designed as a deformation sensor, the effective pressing force actually acting on the workpiece can be determined particularly reliably, because (eg wear-related) internal friction of the radial press does not lead to a falsification of the determined press force signal used for the dimensioning of the individual holding time , A combination of several different press force sensors is also possible, for example, it being possible to conclude the state of wear of the radial press and / or an extraordinary operating behavior by balancing the press force values determined by different press force pickups.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung muss sich, worauf an dieser Stelle hinzuweisen ist, keineswegs direkt an die Halten-Betriebsphase die Öffnen-Betriebsphase anschließen. Vielmehr sind je nach dem individuellen Werkstück und dessen spezifischer Bearbeitung in der Radialpresse noch Zwischenschritte möglich. So kann sich beispielsweise an die Halten-Betriebsphase eine Folgeverpressung anschließen, insbesondere um eine Kaltverfestigung bzw. Nachverdichtung zu erzielen. Auch ist ein vorübergehendes nur kurzzeitiges und/oder nur geringfügiges Öffnen der Radialpresse möglich, bevor ein erneutes Schließen erfolgt. Insoweit ist im Sinne der vorliegenden Erfindung als das Ende der Halten-Betriebsphase jener Betriebspunkt anzusehen, an dem entweder die bzw. eine Öffnen-Betriebsphase, in der die Presskörper mittels der Antriebseinheit aktiv von der Pressachse weg bewegt werden, oder eine weitere Schließen- oder Nachpressen-Betriebsphase, in der die Presskörper mittels der Antriebseinheit bei zunehmender Presskraft wieder aktiv in Richtung auf die Pressachse bewegt werden, beginnt.In the context of the present invention, what has to be pointed out at this point, by no means directly adjoin the holding operating phase, the opening operating phase. Rather, depending on the individual workpiece and its specific processing in the radial press intermediate steps are still possible. Thus, for example, follow-up compression can follow the holding-operating phase, in particular in order to achieve work hardening or densification. Also, a temporary only brief and / or only minor opening of the radial press is possible before a re-closing takes place. In that regard, for the purposes of the present invention is to be regarded as the end of the holding operating phase that operating point at which either the or an opening operating phase in which the compacts are actively moved by means of the drive unit away from the press axis, or another closing or After-press operating phase in which the compacts are actively moved by means of the drive unit with increasing pressing force in the direction of the press axis begins.
Ferner ist im Einzelfall - z. B. im Hinblick auf spezifische individuelle Werkstoffeigenschaften - ein Verfahrensablauf dergestalt denkbar, dass sich die Halten-Betriebsphase nicht direkt an die (bzw. an eine erste oder eine weitere) Schließen-Betriebsphase anschließt. Beispielsweise könnte die Radialpresse nach dem (ggf. ersten) Schließen zunächst erst wieder etwas geöffnet werden, bevor die Halten-Betriebsphase einsetzt.Furthermore, in individual cases -. B. with regard to specific individual material properties - a process sequence such conceivable that the holding-operating phase is not directly connected to the (or to a first or another) closing phase of operation. For example, after the (possibly first) closing, the radial press could first be opened a little before the holding operating phase starts.
Die weiter oben bereits aufgezeigte, durch die vorliegende Erfindung mögliche direkte Steigerung der Qualität des durch Radialverpressung hergestellten Produkts kann für die Praxis im Einzelfall sogar von noch größerer Bedeutung sein als die Steigerung der Fertigungseffizienz. Dies gilt z. B. für das das Verpressen von Seilkauschen an Drahtseilen. Sensible Anwendungsbereiche, in denen dieser Vorteil ganz besonders zum Tagen kommt, sind beispielsweise Betonstahl-Verpressungen und auch das Herstellen von Isolatorbauteilen, welche jeweils eine (elektrische) Isolierstruktur und eine durch Radialverpressung endseitig daran befestigte Anschlussstruktur aufweisen. Ebenso wie zu kurze Haltezeiten, bei denen keine zuverlässige Materialverbindung zustande kommt, können hier zu lange Haltezeiten schädlich sein; denn infolge der spezifischen Materialeigenschaften der dabei verbreitet zum Einsatz kommenden Isolierstruktur - diese ist typischerweise ausgesprochen sprödbruchempfindlich - kann durch eine zu lange Haltezeit während des Verpressens bereits eine solche (zunächst tolerierbar erscheinende) Materialschädigung angelegt werden, aufgrund derer die im Einsatz des betreffenden Isolatorbauteils zwischen der Isolierstruktur und der Anschlussstruktur wirkenden Auszugskräfte in dem bestimmungsgemäßen Lebenszyklus des Isolatorbauteils zu dessen Ausfall führen. Das Risiko für einen immensen, sich bei Ausfall einer Überlandleitung einstellenden Schadens lässt sich in Umsetzung der vorliegenden Erfindung reduzieren.The direct increase in the quality of the product produced by radial compression, which has already been indicated above, and which can be achieved by the present invention, may even be even more significant in practice in individual cases than the increase in production efficiency. This applies z. B. for the pressing of rope thimbles on wire ropes. Sensitive areas of application, in which this advantage comes especially to days, are, for example, reinforcing steel pressings and also the production of insulator components, each of which has an (electrical) insulating structure and a connection structure fastened at its end by radial compression. As well as too short hold times where no reliable material connection is made, too long hold times can be detrimental; because due to the specific material properties of the case widely used for use insulating - this is typically pronounced brittle fracture - can be created by a too long hold time during compression already such (initially tolerable appearing) material damage, due to which in the use of the respective insulator component between the Insulating structure and the connection structure acting pull-out forces in the intended life cycle of the insulator component lead to its failure. The risk of an immense damage occurring in the event of a power line failure can be reduced in implementation of the present invention.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei veranschaulichen
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1 in einem qualitativen Diagramm schematisch eine erste und -
2 in einem qualitativen Diagramm schematisch eine zweite Möglichkeit der Umsetzung der erfindungsgemäßen Haltezeitoptimierung; und -
3 veranschaulicht das in Umsetzung der Erfindung für eine konkrete Anwendung realisierbare Einsparpotential anhand eines auf tatsächlichen Messwerten beruhenden Presszyklus-Diagramms.
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1 in a qualitative diagram schematically a first and -
2 in a qualitative diagram schematically a second way of implementing the holding time optimization according to the invention; and -
3 illustrates the implementation of the invention for a specific application feasible savings potential based on an actual measurements based press cycle diagram.
Die in der Zeichnung veranschaulichten Verfahrensabläufe hängen - hinsichtlich ihrer prinzipiellen Charakteristik - nicht von der spezifischen Bauart der Radialpresse ab. Sie gelten vielmehr für Radialpressen von beliebiger als solches bekannter Bauart bzw. Bauweise. Da es insoweit auf spezifische Konstruktions- und Gestaltungsmerkmale der jeweiligen Radialpresse nicht ankommt, d. h. sich - bei Bestückung mit den erforderlichen Pressparametersensoren und Implementierung der erfindungsgemäßen Pressensteuerung - jede als solches bekannte Radialpresse eignet, wird auf die Erläuterung einer bestimmten Radialpresse verzichtet und stattdessen auf den weiter oben dargelegten Stand der Technik verwiesen.The illustrated in the drawing procedures do not depend - in terms of their principal characteristics - on the specific design of the radial press. Rather, they apply to radial presses of any such known type or design. As far as it does not depend on specific design and design features of the respective radial press, ie - when equipped with the required Press parameter sensors and implementation of the press control according to the invention - any known as such radial press is dispensed with the explanation of a particular radial press and instead refer to the above-described prior art.
Mit dem Erreichen des Endpunkts der Betriebsphase „Schließen“ stoppt die weitere Förderung von Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikpumpe in den hydromechanischen Wandler (typischerweise einen Presszylinder) und es beginnt die Betriebsphase „Halten“. In dieser bleibt - bevorzugt über ein entsprechendes Sperrventil - die Hydraulikflüssigkeit in dem Pressenantrieb eingesperrt, so dass die Presskörper weiterhin auf das Werkstück eine Radial-Presskraft ausüben; die Hydraulikpumpe kann sich in dieser Halten-Betriebsphase dessen ungeachtet weiter - in einer Art Bereitschaft - in einem Förderbetrieb, insbesondere in einem weitgehend drucklosen Umwälzbetrieb, befinden. Während somit in der Betriebsphase „Halten“ weiterhin Radial-Presskräfte wirken, erfolgen in dem Werkstück Setzungsprozesse. Diese haben einen nachlassenden Widerstand des Werkstücks gegen die besagten weiterhin wirkenden Radial-Presskräfte zur Folge, mit dem Ergebnis, dass die Presskörper - im Sinne eines Kräftegleichgewichts - etwas nachrücken. Das Pressmaß reduziert sich damit noch etwas gegenüber dem Wert beim Erreichen des Endes der Betriebsphase „Schließen“. Als Konsequenz hiervon nimmt - selbst bei idealer, absolut leckagefreier Ausführung des Hydrauliksystems - der in dem hydraulischen Pressantrieb herrschende Druck ab.Upon reaching the end point of the operating phase "closing", the further delivery of hydraulic fluid through the hydraulic pump stops in the hydro-mechanical converter (typically a pressing cylinder) and it begins the operating phase "hold". In this remains - preferably via a corresponding check valve - the hydraulic fluid locked in the press drive, so that the compacts continue to exert on the workpiece a radial pressing force; regardless of this, the hydraulic pump can continue to be in a holding operation, in particular in a substantially unpressurized circulation operation, in a holding mode of operation. Thus, while radial holding forces continue to act in the "holding" operating phase, reduction processes take place in the workpiece. These result in a decreasing resistance of the workpiece against the said continuing radial pressure forces, with the result that the compacts - in the sense of an equilibrium of forces - move slightly upwards. The pressing dimension is thus reduced somewhat compared to the value at the end of the operating phase "closing". As a consequence, even in the case of an ideal, absolutely leak-free design of the hydraulic system, the pressure prevailing in the hydraulic press drive decreases.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass bei den typischerweise in Radialpressen der hier in Rede stehenden Art im hydraulischen Antriebssystem herrschenden Drücken Hydraulikflüssigkeit nicht (mehr) als inkompressibles Medium angesehen werden kann, so dass jedes Volumen in der Praxis im Sinne eines (mehr oder weniger steifen) Druckspeichers wirkt. Aus diesem Grund, und auch wegen einer bei den hier maßgeblichen Drücken regelmäßig nicht mehr vollständig vernachlässigbaren elastischen Verformung des Presswerkzeugs, führt das vorstehend beschriebene, Setzungserscheinungen kompensierende Nachrücken der Presskörper in der Halten-Betriebsphase nicht zu einem schlagartigen Druckabfall; vielmehr bewirken - unter Vollzug eines kontinuierlichen Kräfteausgleichs gemäß den nachrückenden Presskörpern - die Wieder-Ausdehnung der Hydraulikflüssigkeit und die Entspannung elastischer Werkzeugverformungen einen - in Umsetzung der vorliegenden Erfindung - auswertbaren gradientenbehafteten Druckabbau.In this connection, it should be noted that in the pressures typically prevailing in radial presses of the type in question here in the hydraulic drive system, hydraulic fluid can not (more) be regarded as incompressible medium, so that each volume in practice in the sense of (more or less stiff) accumulator acts. For this reason, and also because of an elastic deformation of the pressing tool, which is no longer completely negligible at the relevant pressures, the above-described settling phenomena compensating advancing of the compacts in the holding operating phase does not lead to a sudden pressure drop; Rather, by performing a continuous balance of forces according to the advancing press bodies, the re-expansion of the hydraulic fluid and the relaxation of elastic tool deformations produce a pressure gradient which can be evaluated in accordance with the present invention.
Bei dem in
Für die in
Bei dem in
Somit zeigt
Nur zur Vermeidung von Missverständnissen wird vorsorglich darauf hingewiesen, dass in einer Radialpresse in der Pressensteuerung sowohl die in
Für die Verhältnisse in der Betriebsphase „Schließen“ erübrigen sich Erläuterungen; denn sie erschließen sich ohne Weiteres aus den Erläuterungen der
So ist bei dem in
Statt einer, wie dargelegt, betragsmäßigen Verwertung des Pressdruckgradienten könnte zur Bestimmung des Endes der Halten-Betriebsphase auch eine Verwertung der ersten Ableitung des Pressdruckgradienten erfolgen. Nähert diese sich Null an, so finden keine technisch relevanten Setzungseffekte mehr statt, und die Radialpresse ist zu öffnen.Instead of a utilization of the pressure-pressure gradient as described above, the first derivative of the pressure-pressure gradient could also be utilized to determine the end of the holding-operating phase. If this approaches zero, no technically relevant setting effects take place, and the radial press is to be opened.
Claims (15)
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
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