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Gebiet der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines hydraulisch betätigten Arbeitsgerätes mit einer Arbeitsbacke, wobei ein Arbeitsvorgang einen Anstieg einer zufolge eines Druckes in einem Hydraulikmittel aufgebrachten Kraft erfordert, nach deren Erreichen der Arbeitsvorgang keine höhere Kraft mehr erfordert oder ein maximal zulässiger Hydraulikdruck erreicht ist, wobei weiter der Hydraulikdruck mit Hilfe einer Kolbenpumpe aufgebracht wird, mit einer bei jedem Pumpzyklus einen Pump- und einen Rückweg zurücklegenden Pumpkolben, wobei sich bei einer Aufzeichnung des Hydraulikdruckes über eine Zeit bei einem Wechsel von dem Pumpweg in den Rückweg ein Wechsel von einem Druckanstiegbereich zu einem im Wesentlichen einem bestimmten Druckwert entsprechenden Druckhaltebereich ergibt.
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Stand der Technik
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Zum Stand der Technik ist zunächst auf die
WO 2016/005838 A1 (
US 2017/0087709 A1 ) zu verweisen. Hieraus ist es bekannt, bei einem Verpresswerkzeug mit zwei schwenkbar zueinander angeordneten Verpressbacken das Erreichen einer geschlossenen Stellung der Verpressbacken mittels eines Sensors zu erfassen. Die Sensorik kann darin bestehen, dass der Druck in dem Hydraulikmittel überwacht wird und ein Gradient des Druckanstiegs stärker als ein vorgegebener Gradient dazu ausgewertet wird, dass eine geschlossene Stellung der Verpressbacken erreicht ist.
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Vergleichbares ist auch aus der
WO 2017/129385 A1 und der
WO 2008/138987 A2 (
US 8,056,473 B2 ) bekannt. Der Inhalt dieser WO-Schriften wird hiermit vollinhaltlich in die Offenbarung vorliegender Erfindung mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser WO-Schriften in Ansprüche vorliegender Erfindung mit einzubeziehen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargelegten Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabe, ein Verfahren zum Betrieb eines hydraulisch betätigten Arbeitsgerätes weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe ist zunächst hinsichtlich des Verfahrens beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass der jeweils erreichte Druckhaltebereich hinsichtlich seiner hiermit für den Pumpzyklus gegebenen Druckdifferenz mit einem vorgegebenen Druckhaltebereich verglichen wird und dass ein Übersteigen des erreichten Druckhaltebereichs über den vorgegebenen Druckhaltebereich dahingehend gewertet wird, dass eine Überprüfung des Gerätes im Hinblick auf einen Bruch in der Arbeitsbacke angezeigt ist.
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Bei Erzeugung eines Drucks in dem Hydraulikmittel unter Nutzung einer Kolbenpumpe setzt sich eine über eine vorgesehene Sensorik erfasste Druckanstiegkurve bei hoher Auflösung aus einer Abfolge von stufenartigen Teilbereichen zusammen, wobei jeder stufenartige Teilbereich einem aus Pump- und Rückweg sich zusammensetzenden Pumpzyklus entspricht. Mit Anstieg des Drucks in dem Hydraulikmittel ergibt sich eine Vergrößerung der Stufenhöhe, resultierend aus einer bei einem gegebenen Pumpweg erforderlichen Kraft des Pumpkolbens und somit eine entsprechende Vergrößerung des Abstandes von zwei aufeinander folgenden Druckhaltebereichen.
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Eine Auswertung der Stufenhöhe ergibt praktisch sogleich eine KraftWeg-Information, da insbesondere bei Verwendung einer Kolbenpumpe bei jedem Pumpenhub, hier also einem Kolbenhub der Kolbenpumpe, in erster Näherung der Hydraulikkolben einen praktisch immer gleichen Weg je Hub der Kolbenpumpe zurücklegt und damit eine immer gleiche Menge an Hydraulikmittel gefördert wird. Die zugehörige (mittlere) Kraft über einen Hub der Kolbenpumpe findet eine Entsprechung in der Stufenhöhe. Damit ergibt sich das Maß der Stufenhöhe als unmittelbares Maß für eine mechanische Steifigkeit gegen welche die Pumpe jeweils anarbeitet.
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Der Wert des vorgegebenen Druckhaltebereichs entspricht erfindungsgemäß einem Wert, bei welchem die mechanische Steifigkeit praktisch nur noch, jedenfalls aber zu einem erheblichen Anteil, durch das Arbeitsgerät selbst bestimmt ist und praktisch nicht mehr durch das zu verpressende Teil und/oder eine oder die Arbeitsbacken. Die durch das Gerät selbst bestimmte Steifigkeit kann insbesondere von einem In-Anschlag-Kommen des Hydraulikkolbens mit dem Hydraulikzylinder, also durch eine unmittelbare Einwirkung auf einen Zylinderboden, hervorgerufen sein. Ein solches unmittelbares Einwirken ist in der Regel nicht möglich, wenn die Arbeitsbacken unversehrt sind. In diesem Fall geht der Kraftweg auch bei geschlossenen Arbeitsbacken immer noch durch die Backenbereiche, die zwar eine höhere Steifigkeit aufweisen, aber doch eine geringere, als es der Steifigkeit des Arbeitsgerätes selbst entspricht. Dieser Absolutwert, die Steifigkeit des Arbeitsgerätes selbst, stellt daher üblicherweise auch eine Gerätekonstante dar.
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Mit Erreichen einer bestimmten oder einer allgemeinen Arbeitskraft, welche bevorzugt ebenfalls über eine Sensorik erfasst wird, kann gemäß der eingangs zitierten
WO 2008/138987 A2 (
US 8,056,473 B2 ) ein Signal zur Beendigung des Arbeitsvorganges ausgelöst werden, mit einem Abbruch der Pumptätigkeit des Pumpkolbens und gegebenenfalls, wie auch bevorzugt, Öffnen eines Rücklaufventils für das Hydraulikmittel. Es ergibt sich so in der Druckanstiegskurve ein spontaner Abfall, ausgehend von einer Druckspitze, die in der Druckanstiegskurve den Druck bei Erreichen der bestimmten oder allgemeinen Arbeitskraft anzeigt.
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Die genannte Gerätekonstante beziehungsweise der Wert des vorgegebenen Druckhaltebereichs gibt erfindungsgemäß einen Maximalwert vor. Wird dieser zufolge Auswertung des jeweils erreichten Wertes des Druckhaltebereichs erreicht, ohne dass zuvor, wie es regelmäßig an sich der Fall sein sollte, der Wert der bestimmten Arbeitskraft erfasst wird, wird dies als Bruch in der Arbeitsbacke erkannt. Der Absolutwert der Gerätekonstante (Wert des vorgegebenen Druckhaltebereichs) kann zügig erkannt werden, woraus abgeleitet bevorzugt eine sofortige Abschaltung des Arbeitsgerätes vorgenommen wird.
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Eine Steuerungs-/Überwachungseinheit mit einem Mikroprozessor kann die jeweils am Ende eines Pumpzyklus erreichten Werte der Druckhaltebereiche mit dem vorgegebenen Wert des Druckhaltebereichs, welcher in dem Vergleich als Absolutwert herangezogen wird, vergleichen.
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Der Wert des vorgegebenen Druckhaltebereiches beziehungsweise die genannte Gerätekonstante kann beispielsweise (erstmalig) erfasst werden durch eine willentliche Herbeiführung eines Arbeitsvorganges, bei welchem der Hydraulikkolben allein beziehungsweise zu einem wesentlichen Anteil auf den zugewandten Zylinderboden einwirkt. Der hierbei erfasste Wert kann als Referenzwert beziehungsweise Gerätekonstante für das Arbeitsgerät abgespeichert werden. Hierzu kann ein Datenspeicher vorgesehen sein.
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So kann die zum Zwecke einer Gerätekonstanten-Erfassung dienende Referenzmessung beispielsweise bei zumindest einer entfernten Arbeitsbacke erfolgen, alternativ beispielsweise bei einer in eine Außerwirkstellung mit der anderen Arbeitsbacke verbrachten Arbeitsbacke. Entsprechend wird hierbei keine übliche Arbeitsbackenendstellung erreicht, in der der Kraftweg allein oder zum wesentlichen Teil durch die Arbeitsbacken führt. Durch die fehlende Arbeitsbacke oder durch eine in Außerwirkstellung verbrachte Arbeitsbacke oder Einsatz ist ein Bruch einer Arbeitsbacke simuliert.
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Der Arbeitsvorgang kann beispielsweise eine Verpressung sein, insbesondere eine Verpressung mit einem hydraulischen Verpressgerät. Hierbei werden üblicherweise zwei, die Arbeitsbacken bildende Pressbacken relativ zueinander bewegt, so beispielsweise eine bewegliche Pressbacke gegen eine feststehende Pressbacke, die in der Arbeitsbacke ausgebildet ist. Zwischen den Pressbacken kann ein zu verpressendes Teil oder eine zu verpressende Kombination von Teilen eingelegt sein. Solange das Teil oder die Teile durch das Zusammenfahren der Pressbacken elastisch und/oder plastisch verformt werden, ergibt sich ein - erster - Anstieg der Arbeitskraft. Wenn die Backen zusammengefahren sind, führt eine weitere Erhöhung der Arbeitskraft praktisch nur noch zu einem „Auf-Block-Fahren“ der Pressbacken. Somit ist dann im Wesentlichen nur noch die einer oder beiden Pressbacken beziehungsweise Arbeitsbacken innewohnende Elastizität beziehungsweise Steifigkeit, als Widerstand gegen den weiteren Anstieg der Arbeitskraft wirksam. Es kann sich hinsichtlich dieser weiteren Erhöhung ein geänderter - zweiter - Anstieg der Arbeitskraft ergeben.
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In der Druckanstiegskurve kann sich der Übergang in die Steifigkeit des Gerätes als solchem, also ein Erreichen des vorgegebenen Druckhaltebereiches, gegenüber einer nicht beschädigten Arbeitsbacke - ausgehend von einem geringeren Druck beziehungsweise einer geringeren Druckstufe - einstellen. Es kann sich ein vergleichsweise abrupter Übergang von der geringeren Druckstufe zu dem vorgegebenen Druckhaltebereich ergeben. Auch kann darüber hinaus sich dieser Übergang auch gegenüber einer vergleichbaren Druckanstiegskurve bei einer unbeschädigten Arbeitsbacke, ausgehend von einer Auslösung des Arbeitsvorganges, zeitlich früher einstellen.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruchs 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruchs 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
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So kann weiter gemäß einer möglichen Ausgestaltung bei einem Erreichen des vorgegebenen Druckhaltebereichs einem Nutzer des Arbeitsgeräts ein visueller und/ oder akustischer Hinweis gegeben werden. Ein visueller Hinweis kann beispielsweise in Form einer Aktivierung eines Leuchtmittels, beispielsweise einer LED oder dergleichen, erfolgen, alternativ bei einer möglichen Anordnung eines Displays an dem Arbeitsgerät durch eine entsprechende Anzeige in Form eines Warnsymbols und/oder einer Klartextanzeige.
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Für einen akustischen Hinweis kann das Arbeitsgerät über einen Lautsprecher verfügen, zur Ausgabe beispielsweise eines Signaltons.
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In weiter möglicher Ausgestaltung kann bei einem Erreichen oder gar Überschreiten des vorgegebenen Druckhaltebereiches auch eine (gegebenenfalls vorübergehende) Deaktivierung des Arbeitsgerätes erfolgen, gegebenenfalls einhergehend mit einem visuellen und/ oder akustischen Hinweis für den Nutzer.
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Alternativ oder auch kombinativ zu der Auswertung hinsichtlich des vorgegebenen Druckhaltebereiches kann auch, bezogen auf ein Druckintervall des Hydraulikkolbens am Ende eines Arbeitsvorganges, eine Anzahl von Druckhaltebereichen in diesem Druckintervall mit einer für dieses Druckintervall vorgegebenen Anzahl von Druckhaltebereichen vergleichen werden und eine Anzahl von 90 Prozent oder weniger an Druckhaltebereichen als es der vorgegebenen Anzahl von Druckhaltebereichen entspricht dahingehend gewertet werden, dass eine Überprüfung des Gerätes im Hinblick auf einen Bruch in der Arbeitsbacke angezeigt ist.
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Eine signifikante Erhöhung der Stufenhöhe (Pumpkraft) im Vergleich zu einer für die Arbeitsbacke vorgegebenen Stufenhöhe innerhalb des betrachteten Druckintervalls kann so auf einen Riss oder einen Bruch in der Arbeitsbacke schließen lassen. Bei Vergrößerung der Stufenhöhe ergibt sich entsprechend zwischen einem Ausgangsdruck und einem Enddruck des betrachteten Druckintervalls eine geringere Anzahl an Druckhaltebereichen.
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Bevorzugt wird hier ein Druckintervall zur Vergleichsmessung herangezogen, welches durch das Ende eines Arbeitsvorganges begrenzt ist.
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Die Steuerungs-/Überwachungseinheit vergleicht hierbei die im vorgegebenen Druckintervall erreichte Anzahl von Druckhaltebereichen im Zuge des Arbeitsvorganges mit der diesbezüglich hinterlegten Anzahl von Soll-Druckhaltebereichen. Es kann beispielsweise eine Vorgabe von zwei bis fünf Druckhaltebereichen innerhalb des Druckintervalls vorgegeben sein. Wird hingegen in dem für die Vergleichsmessung herangezogenen Druckintervall eine um 10 Prozent oder mehr gegenüber der vorgegebenen Anzahl geringere Anzahl von Druckhaltebereichen erfasst, beispielsweise bei einem Soll-Wert von drei Druckhaltebereichen lediglich zwei erfasste Druckhaltebereiche, kann dies auch auf einen Bruch in der Arbeitsbacke hinweisen.
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Bei Erreichen der genannten 90 Prozent oder weniger an Druckhaltebereichen kann auch hier dem Nutzer des Arbeitsgerätes ein visueller und/ oder akustischer Hinweis gegeben werden, wobei weiter gegebenenfalls auch bei einem Überschreiten der genannten 90 Prozent oder weniger der Druckhaltebereiche eine Deaktivierung des Arbeitsgerätes erfolgen kann.
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Entsprechend dem beschriebenen Verfahren ist das Gerät bevorzugt dazu eingerichtet, eine Überwachung im Hinblick auf einen Bruch in der Arbeitsbacke vorzunehmen. So kann das Gerät über zumindest einen Sensor zur Erfassung des Hydraulikdrucks verfügen, darüber hinaus bevorzugt eine Elektronik zur Auswertung der erfassten Sensordaten, sowie eine Elektronik, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, zum Vergleich der erfassten Daten mit beispielsweise in einem internen Datenspeicher vorgehaltenen Vorgabedaten, Analyse und gegebenenfalls Ausgabe eines Signals.
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Die Überwachung kann durch einen Vergleich eines erreichten Druckhaltebereichs mit einem vorgegebenen Druckhaltebereich erfolgen. Alternativ oder kombinativ hierzu kann ein Vergleich von erfassten Druckhaltebereichen zu einer Anzahl vorgegebener Druckhaltebereiche in einem vorgegebenen Druckintervall vorgenommen werden.
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Als maßgebliches, in die Bewertung einfließendes Druckintervall kann, wie auch bevorzugt, ein Bereich mit einem Beginn bei einem Fünftel und einem Zwanzigstel des zulässigen Höchstdrucks vorgegeben sein. Bei einem beispielhaften zulässigen Höchstdruck von 600 bis 800 bar kann so ein Druckintervall zur Überprüfung gegeben sein, das beispielsweise bei 30 bis 160 bar, weiter beispielsweise bei 60 bis 80 bar beginnt. Das Ende des Druckintervalls ist bevorzugt immer durch ein Erreichen des zur Abschaltung des Pumpvorganges führenden Druckwertes gegeben.
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Die Auftragung des Druckes in der Druckanstiegkurve über einen Zeitabschnitt, beginnend mit einem Zeitpunkt an einem Ausgangsdruck und endend mit einem Zeitpunkt, in welchem das Ende des Arbeitsvorganges eingetreten ist und somit ein letztes vollständiges Druckintervall sich ergibt, kann das maßgebliche Druckintervall ergeben, das für die Auswertung herangezogen wird.
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Die vor- und nachstehend angegebenen Bereiche beziehungsweise Wertebereiche oder Mehrfachbereiche schließen hinsichtlich der Offenbarung auch sämtliche Zwischenwerte ein, insbesondere in 1/10-Schritten der jeweiligen Dimension, gegebenenfalls also auch dimensionslos. Beispielsweise beinhaltet die Angabe 30 bis 160 bar auch die Offenbarung von 30,1 bis 160 bar, 30 bis 159,9 bar, 30,1 bis 159,9 bar etc. Diese Offenbarung kann einerseits zur Eingrenzung einer genannten Bereichsgrenze von unten und/oder oben, alternativ oder ergänzend aber zur Offenbarung eines oder mehrerer singulärer Werte aus einem jeweilig angegebenen Bereich dienen.
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Figurenliste
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die aber lediglich Ausführungsbeispiele darstellt. Ein Teil, das nur bezogen auf eines der Ausführungsbeispiele erläutert ist und bei einem weiteren Ausführungsbeispiel aufgrund der dort herausgestellten Besonderheit nicht durch ein anderes Teil ersetzt ist, ist damit auch für dieses weitere Ausführungsbeispiel als jedenfalls mögliches vorhandenes Teil beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
- 1 in perspektivischer Darstellung ein hydraulisch betätigbares Arbeitsgerät in Form eines Verpressgerätes mit einer Arbeitsbacke;
- 2 das Arbeitsgerät gemäß 1 in einer partiell geschnittenen Seitenansicht;
- 3 die Herausvergrößerung des Bereiches III in 2, betreffend eine Stellung bei Erreichen des Endes des Arbeitsvorganges bei ordnungsgemäßer Arbeitsbacke;
- 4 eine der 3 entsprechende Darstellung, jedoch mit einer einen Bruch aufweisenden Arbeitsbacke;
- 5 eine Darstellung des Druckanstiegs in einem Hydraulikmittel des Arbeitsgerätes bei Durchführung eines Arbeitsvorganges bei ordnungsgemäßer und bei gebrochener Arbeitsbacke;
- 6 die Herausvergrößerung des Bereiches VI in 5;
- 7 eine Schnittdarstellung gemäß 2, eine alternative Ausführungsform der Arbeitsbacken betreffend.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu den 1 und 2, ein hydraulisch betätigbares Arbeitsgerät 1, hier in Form eines Verpressgeräts.
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Das Arbeitsgerät 1 kann einen Griff 2 aufweisen, weiter einen Akkumulator 3, sofern das Gerät kabellos betrieben werden soll. Es ist aber auch ein Anschluss mittels eines Elektrokabels an eine Versorgung über ein elektrisches Netz möglich.
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Das hydraulische Arbeitsgerät 1 kann weiter einen Hydrauliktank 4 aufweisen. Mittels einer Pumpe, beispielsweise einer Kolbenpumpe 5, kann Hydraulikmittel aus dem Hydrauliktank 4 in einen Hydraulikzylinder 6 gepumpt werden. Mit Einpumpen des Hydraulikmittels in den Hydraulikzylinder 6 kann ein Hydraulikkolben 7 in dem Hydraulikzylinder 6 zwischen einer Anfangsstellung und einer Endstellung, wie diese in 2 beispielhaft dargestellt ist, bewegt werden. Der Hydraulikkolben 7 kann unter Wirkung einer Rückstellfeder 8 stehen. In 7, betreffend ein Arbeitsgerät 1 in einer weiteren Ausführungsform, ist die Kolben-Anfangsstellung dargestellt. In 2 ist eine auch 3 entsprechende Kolbenendstellung dargestellt, bei ordnungsgemäßen Arbeitsbacken.
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Durch die Bewegung des Hydraulikkolbens 7 kann eine bewegliche Arbeitsbacke 9 beim Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 gegen eine feststehende Arbeitsbacke 10 verschoben werden.
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Wie aus den Darstellungen ersichtlich, kann die feststehende Arbeitsbacke 10 mit Bezug auf einen in den 2 und 3 dargestellten Längsschnitt im Wesentlichen L-förmig gestaltet sein, mit einem längeren, in Verlagerungsrichtung r des Hydraulikkolbens 7 weisenden Schenkel 11, der an der Zylinderwandung 12 des Arbeitsgerätes 1 festgelegt ist und einem quer zu dem Schenkel 11 verlaufenden L-Schenkel, der die gegen die bewegliche Arbeitsbacke 9 wirkende feststehende Arbeitsbacke 10 im Wesentlichen bildet.
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Es ergibt sich so insgesamt ein in der Arbeitsgrundstellung im Wesentlichen C-förmig umfasster Pressraum, in welchem ein zu verpressendes Teil, ein Pressling 13, aufgenommen sein kann. Der Pressling 13 kann beispielsweise aus einer Hülse und einem Rohr, die miteinander zu verpressen sind, bestehen oder auch, wie dargestellt, aus einem Kabel und einem Kabelschuh.
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Bei dem in 7 dargestellten Arbeitsgerät 1 sind bewegliche Arbeitsbacken 9 durch den Hydraulikkolben 7 gegeneinander zur Verpressung verschwenkbar. Die diesbezügliche Schwenkachse x der Arbeitsbacken 9 verläuft quergerichtet zur Verlagerungsrichtung r.
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Die Kolbenpumpe 5 kann mittels eines Elektromotors 14 angetrieben sein, der seine Energieversorgung über den schon erwähnten Akkumulator 3 erhalten kann oder beispielsweise über das auch erwähnte Netzkabel.
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Darüber hinaus kann das Arbeitsgerät 1, wie auch bevorzugt, eine zur Auswertung von übermittelten Messwerten geeignete Datenverarbeitungseinrichtung 15 aufweisen, die in 2 schematisch wiedergegeben ist. Weiter verfügt ein derartiges Gerät bevorzugt über eine Steuereinrichtung 16. Diese steht in Leitungsverbindung zu der Datenverarbeitungseinrichtung 15.
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Die Funktionen der Datenverarbeitungseinrichtung 15 und der Steuereinrichtung 16 können auch durch ein einheitliches elektronisches Bauteil erbracht werden. Über die Steuereinrichtung kann unmittelbar und geräteautonom beispielsweise eine Beendigung eines Arbeitsvorganges durchgeführt werden.
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Darüber hinaus kann das hydraulische Arbeitsgerät 1 einen Sensor 17 zur Erfassung eines Druckes in dem Hydraulikmittel aufweisen. Bevorzugt wird der Druck des Hydraulikmittels durch den Sensor 17 in dem Hydraulikzylinder 6 gemessen.
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Der Sensor 17 liefert jeweils Messwerte in sehr kurzen Zeitabständen. Die Zeitabstände sind insbesondere unterhalb von einer Sekunde, weiter bevorzugt unterhalb von einer Zehntelsekunde, gegeben. Ein solcher Zeitabstand kann auch nur eine oder mehrere Millisekunden betragen.
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Insbesondere handelt es sich um einen elektronischen Sensor, der beispielsweise ebenfalls über den Akkumulator 3 mit elektrischer Energie versorgt sein kann.
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Eine Beendigung eines Arbeitsvorgangs kann beispielsweise darin bestehen, dass ein Arbeitsteil, wie die bewegliche Arbeitsbacke 9 bei einem Verpresswerkzeug, nach einem Erreichen einer vorgegebenen Presskraft in eine Anfangsstellung zurückbewegt wird oder eine solche Zurückbewegung eingeleitet wird. Bei einem, wie dargestellt, hydraulischen Presswerkzeug, kann die Einleitung insbesondere darin bestehen, dass der Hydraulikkolben 7 unter Zurückleitung von Hydraulikmittel aus dem Hydraulikzylinder 6 in den Hydrauliktank 4 zurückgefahren wird. Hierzu erfolgt in der Regel insbesondere die Öffnung eines Rücklaufventils und bevorzugt auch zugleich mit der genannten Öffnung eine Abschaltung der Pumpe.
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Bei Durchführung eines Verpressvorganges (Arbeitsvorgang), beispielsweise mit dem hydraulischen Arbeitsgerät in Form eines Verpressgerätes, wird über einen von Hand zu betätigenden Schalter 18 nach Einlegen des Presslings 13 in den Pressraum eine Verpressung ausgelöst. Die Kolbenpumpe 5 beginnt sodann unter Durchführung einer Vielzahl von Kolbenhüben Hydraulikmittel aus dem Hydrauliktank 4 in den Hydraulikzylinder 6 zu pumpen.
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In 5 ist eine erste Druckanstiegkurve K dargestellt, betreffend eine ordnungsgemäße Verpressung eines Presslings 13 unter Nutzung nicht beschädigter Arbeitsbacken 9, 10.
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In der Darstellung ist auf der Ordinate der Druck und auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen. Es ergibt sich ein gewisser Anstieg des Druckes über die Zeit t, wobei sich bezüglich der Druckanstiegkurve K unterschiedliche Steigungen ergeben.
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Wie auch insbesondere aus der Vergrößerungsdarstellung in 6 zu erkennen, ergibt sich bei der Aufzeichnung des Hydraulikdrucks in der Druckanstiegkurve K in Abhängigkeit von Pumpweg und Rückweg des Hydraulikkolbens 7 ein Wechsel zwischen einem Druckanstiegbereich a und einem Druckhaltebereich b.
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Es ergibt sich hieraus ein insgesamt stufenförmiger Verlauf der Druckanstiegkurve K.
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In einem Speicher der Datenverarbeitungseinrichtung 15 und/ oder der Steuereinrichtung 16 kann ein bestimmter, auf eine Steifigkeit des Gerätes, insbesondere des Hydraulikzylinders 6 sich beziehender Absolutwert, der als Gerätekonstante gegeben sein kann, gespeichert sein, der im Hinblick auf einen tatsächlich erfassten Druckhaltebereich b, b' zum Vergleich herangezogen wird. Ein Überschreiten des Wertes des vorgegebenen Druckhaltebereichs bmax, um beispielsweise 5 Prozent oder mehr, gegebenenfalls aber auch schon bei weniger als 5 Prozent, so beispielsweise bei 1 Prozent oder 2,5 Prozent, kann zu einem Signal zur Beendigung des Arbeitsvorganges führen, gegebenenfalls zusätzlich oder auch alternativ zur Auslösung eines visuellen und/oder akustischen Signals. Das Überschreiten des Wertes des vorgegebenen Druckhaltebereichs bmax lässt auf einen Bruch 19 in der Arbeitsbacke 10 schließen.
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Eine solche Konstellation mit einer gebrochenen Arbeitsbacke 10 ist beispielhaft in 4 dargestellt. Der Bruch 19 in Form eines Risses stellt sich insbesondere in dem im Wesentlichen auf Biegung beanspruchten Anbindungsbereich der Arbeitsbacke 10 beziehungsweise des diesbezüglichen Schenkels an den Schenkel 11 ein.
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Aufgrund der Bruchbildung kann es zu einem nicht vollständigen und ordnungsgemäßen Verpressen des Presslings 13 kommen (vergleiche vergrößerte Darstellung in 4, in welcher die Pressbacken nicht zusammengefahren sind).
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Weiter kann in dieser nicht ordnungsgemäßen Ausbildung der Arbeitsbacke 10 der freie Rand der Kolbenwandung 20 stirnseitig an dem zugewandten Boden des Hydraulikzylinders 6 anschlagen (siehe weitere Vergrößerungsdarstellung in 4). Diese Anschlagstellung wird bei einer üblichen Verpressung mit einer ordnungsgemäßen Arbeitsbacke 10 gemäß der Darstellung in 3 nicht erreicht. Vielmehr wird der zulässige Höchstdruck im Hydraulikzylinder 6 erreicht, bevor die Kolbenwandung 20 in Anlage zu dem Zylinderboden tritt, wonach der Hydraulikkolben 7 aufgrund der Federkraft (nach Öffnen eines Rücklaufventils) zurückfährt.
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In 5 ist eine weitere Druckanstiegkurve K' gezeigt, betreffend den Druckverlauf unter Verwendung einer Arbeitsbacke 10, bei der ein Bruch 19 vorliegt.
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Wie insbesondere aus der Vergrößerungsdarstellung in 6 zu erkennen, ergeben sich bei einer ordnungsgemäßen Verpressung mit entsprechend intakten Arbeitsbacken 9 Druckhaltebereiche b, deren erfasste Werte (Höhen) bis zum Erreichen der bestimmten oder allgemeinen Arbeitskraft C stets unter dem Wert des vorgegebenen Druckhaltebereiches bmax liegen. Es ist so eine ordnungsgemäße Durchführung des beispielsweise Pressvorganges bis zum Erreichen der Arbeitskraft C möglich.
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Wird hingegen gemäß der in 6 links dargestellten Druckanstiegkurve K' ein Druckhaltebereich b' erfasst, dessen Druckwert den maximalen Druckwert des vorgegebenen Druckhaltebereiches bmax überschreitet, führt das hieraus abgeleitete Mess- und Vergleichsresultat zu der hinterlegten Maßnahme (akustisches und/oder visuelles Signal und/ oder, wie schematisch dargestellt, Abschaltung usw.). In 6 ist bezüglich des vorerwähnten Messdiagramms in gestrichelter Linienart der weitere, sich ohne Abschaltung sich zumindest theoretisch ergebende Druckwert-Messverlauf dargestellt.
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Auch kann in einer alternativen oder auch zu dem vorbeschriebenen Konzept kombinativen Verfahrensweise innerhalb eines Druckintervalls D, das eine Vielzahl von Druckanstieg- und Druckhaltebereiche a und b und somit eine Vielzahl von Pumpzyklen P umfasst, die Anzahl der Druckhaltebereiche b erfasst werden.
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Das Druckintervall D umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa den Bereich in einer Größenordnung von 10 Prozent bezogen auf einen zum Abschalten führenden Höchstdruck beziehungsweise erreichten Höchstdruck als oberes Ende. Wenn dieser Höchstdruck beispielsweise 750 bar beträgt, resultiert hieraus ein Druckintervall D über einen Druckanstieg von 75 bar.
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Bezogen auf die Auftragung des Drucks in der Druckanstiegkurve K über die Zeit t beginnt das Druckintervall D mit einem Ausgangsdruck E und endet in einem Enddruck F, der bevorzugt auch der Abschaltdruck für die Pumpe ist.
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Wie insbesondere aus der Vergrößerungsdarstellung in 6 zu erkennen, ergibt sich mit Bezug zu der Druckanstiegkurve K' bei einer gebrochenen Arbeitsbacke 9, 10 über das gleiche Druckintervall D, entsprechend auch hier über den gleichen Druckbereich von beispielsweise 75 bar bis hin zum Ende des Arbeitsvorganges im Enddruck F, eine gegenüber der vorgegebenen Anzahl von Druckhaltebereichen b, wie diese in der Druckanstiegkurve K dargestellt sind, geringere Anzahl an Druckhaltebereichen b'. So können gemäß der Darstellung bei einer gebrochenen Arbeitsbacke 10 sich innerhalb des Druckintervalls D nur zwei Druckhaltebereiche b' ergeben. Der Referenzwert gemäß der Druckanstiegkurve K für eine intakte Arbeitsbacke ist hingegen Drei. Die diesbezügliche Messung ergibt entsprechend eine Anzahl von Druckhaltebereichen b', die zwei Drittel der vorgegebenen Anzahl von Druckhaltebereichen b entspricht.
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Werden sowohl die Messwerte der Druckhaltebereiche b, b' im Vergleich zu dem vorgegebenen Druckhaltebereich bmax als auch die Anzahl von Druckhaltebereichen b, b' innerhalb eines Druckintervalls D ausgewertet, so kann bereits die zeitlich erste von der Vorgabe abweichende Messung beispielsweise zur sofortigen Abschaltung führen.
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Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:
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Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der jeweils erreichte Druckhaltebereich b, b' hinsichtlich seiner hiermit für den Pumpzyklus P gegebenen Druckdifferenz mit einem vorgegebenen Druckhaltebereich bmax verglichen wird und dass ein Übersteigen des erreichten Druckhaltebereichs b, b' über den vorgegebenen Druckhaltebereich bmax dahingehend gewertet wird, dass eine Überprüfung des Gerätes 1 im Hinblick auf einen Bruch 19 in der Arbeitsbacke 9, 10 angezeigt ist.
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Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass bei Überschreiten des erreichten Druckhaltebereichs b, b' über den vorgegebenen Druckhaltebereich bmax einem Nutzer des Arbeitsgerätes 1 ein visueller und/ oder akustischer Hinweis gegeben wird.
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Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Arbeitsgerät 1 dazu eingerichtet ist, eine Überwachung im Hinblick auf einen Bruch 19 in der Arbeitsbacke 9, 10 zufolge eines Vergleichs eines erreichten Druckhaltebereichs b, b' zu einem vorgegebenen Druckhaltebereich bmax in einem vorgegebenen Druckintervall vorzunehmen.
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Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass als Druckintervall D ein Bereich zwischen einem Fünftel und einem Zwanzigstel des zulässigen Höchstdrucks vorgegeben wird.
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Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Druckintervall D bezogen auf die Auftragung des Druckes über die Zeit t, beginnend mit einem Ausgangsdruck E bis zu einem letzten vollständigen Druckintervall D, in welchem das Ende des Arbeitsvorganges eingetreten ist, für die Auswertung herangezogen wird.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Arbeitsgerät
- 2
- Griff
- 3
- Akkumulator
- 4
- Hydrauliktank
- 5
- Kolbenpumpe
- 6
- Hydraulikzylinder
- 7
- Hydraulikkolben
- 8
- Rückstellfeder
- 9
- Arbeitsbacke
- 10
- Arbeitsbacke
- 11
- Schenkel
- 12
- Zylinderwandung
- 13
- Pressling
- 14
- Elektromotor
- 15
- Datenverarbeitungseinrichtung
- 16
- Steuereinrichtung
- 17
- Sensor
- 18
- Schalter
- 19
- Bruch
- 20
- Kolbenwandung
- a
- Druckanstiegbereich
- b
- Druckhaltebereich
- b'
- Druckhaltebereich
- bmax
- Druckhaltebereich (vorgegeben)
- r
- Verlagerungsrichtung
- t
- Zeit
- x
- Schwenkachse
- C
- Arbeitskraft
- D
- Druckintervall
- E
- Ausgangsdruck
- F
- Enddruck
- K
- Druckanstiegkurve
- K'
- Druckanstiegkurve
- P
- Pumpzyklus
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2016/005838 A1 [0002]
- US 2017/0087709 A1 [0002]
- WO 2017/129385 A1 [0003]
- WO 2008/138987 A2 [0003, 0009]
- US 8056473 B2 [0003, 0009]
