DE102022127811A1

DE102022127811A1 - Verfahren zum Betrieb eines motorisch betätigten Arbeitsgerätes und motorisch betätigtes Arbeitsgerät

Info

Publication number: DE102022127811A1
Application number: DE102022127811.5A
Authority: DE
Inventors: Egbert Frenken
Original assignee: Gustav Klauke GmbH
Current assignee: Gustav Klauke GmbH
Priority date: 2022-06-10
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2023-12-21

Abstract

Die beschriebene Lösung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines motorisch betätigten Arbeitsgerätes und ein motorisch betätigbares Arbeitsgerät, wobei ein bestimmter Arbeitsvorgang einen Anstieg einer aufgebrachten Kraft auf eine bestimmte Arbeitskraft erfordert, wobei weiter zur Aufbringung der Kraft ein in einer Kolben-/Zylinderanordnung des Arbeitsgerätes befindliches Hydraulikmittel genutzt wird und nach Erreichen der bestimmten Arbeitskraft der Arbeitsvorgang keine höhere Kraft mehr erfordert, wobei weiter das Arbeitsgerät einen Anstieg der Kraft auf eine die bestimmte Arbeitskraft übersteigende allgemeine Arbeitskraft ermöglicht, wobei das Erreichen der bestimmten Arbeitskraft eine charakteristische Änderung des Druckanstiegs in dem Hydraulikmittel zur Folge hat. Für eine vorteilhafte Durchführung des Verfahrens und eine vorteilhafte Ausgestaltung des Arbeitsgerätes schlägt die Erfindung vor, dass bei Erreichen der charakteristischen Änderung zunächst das Rücklaufventil (21) geöffnet wird und ein sich zufolge der Öffnung des Rücklaufventils (21) einstellender Druckabfall in dem Hydraulikmittel als Signal zum Abschalten des Motors (11) genutzt wird, bei entsprechender Ausgestaltung einer Steuerung des Arbeitsgerätes.

Description

Gebiet der Technik
Beschrieben und erläutert ist zunächst ein Verfahren zum Betrieb eines motorisch betätigten Arbeitsgerätes mit einer hydraulischen Kolben-/ Zylinderanordnung, in der sich ein Hydraulikmittel befindet, wobei ein Arbeitsvorgang durchgeführt wird und ein bestimmter Arbeitsvorgang einen Anstieg einer aufgebrachten Kraft auf eine bestimmte Arbeitskraft erfordert, wobei weiter zur Aufbringung der Kraft das Hydraulikmittel genutzt wird und nach Erreichen der bestimmten Arbeitskraft der Arbeitsvorgang keine höhere Kraft mehr erfordert, wobei weiter das Arbeitsgerät einen Anstieg der Kraft auf eine die bestimmte Arbeitskraft übersteigende allgemeine Arbeitskraft ermöglicht, wobei das Erreichen der bestimmten Arbeitskraft eine charakteristische Änderung des Druckanstiegs in dem Hydraulikmittel zur Folge hat, wobei weiter eine Einrichtung zur Überwachung des Druckanstiegs vorgesehen ist und wobei darüber hinaus das Erreichen der charakteristischen Änderung als Signal zur Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges nach Erreichen der bestimmten Arbeitskraft, aber vor Erreichen der allgemeinen Arbeitskraft, genutzt wird, wobei weiter die Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges mit einer Abschaltung des zur Druckerhöhung in dem Hydraulikmittel genutzten Motors einhergeht und mit einer Öffnung eines Rücklaufventils, um das Hydraulikmittel für einen weiteren Arbeitsvorgang wieder in einen Vorratsbehälter des Arbeitsgerätes strömen zu lassen.
Beschrieben und erläutert ist weiter ein motorisch betätigbares Arbeitsgerät, mit einem Motor, zur Durchführung eines Arbeitsvorganges, mit einer Kolben-/Zylinderanordnung, in der sich ein Hydraulikmittel befindet, bei welchem weiter ein bestimmter Arbeitsvorgang einen Anstieg einer aufgebrachten Kraft auf eine bestimmte Arbeitskraft erfordert, nach deren Erreichen der bestimmte Arbeitsvorgang keine höhere Kraft mehr erfordert, wobei weiter zur Aufbringung der Kraft das Hydraulikmittel genutzt wird, wobei weiter das Arbeitsgerät einen Anstieg der Kraft auf eine die bestimmte Arbeitskraft übersteigende allgemeine Arbeitskraft ermöglicht, wobei das Erreichen der bestimmten Arbeitskraft eine charakteristische Änderung des Druckanstiegs in dem Hydraulikmittel zur Folge hat, wobei weiter eine Einrichtung zur Überwachung des Druckanstieg vorgesehen ist und wobei darüber hinaus eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche das Erreichen der charakteristischen Änderung als Signal zur Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges nach Erreichen der bestimmten Arbeitskraft, aber vor Erreichen der allgemeinen Arbeitskraft, nutzt, wobei weiter die Steuerungseinrichtung bei der Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges eine Abschaltung des zur Druckerhöhung in dem Hydraulikmittel genutzten Motors und eine Öffnung eines Rücklaufventils bewirkt, um das Hydraulikmittel für einen weiteren Arbeitsvorgang wieder in einen Vorratsbehälter des Arbeitsgerätes strömen zu lassen.
Stand der Technik
Aus der WO 2017/129385 A1 ( US 2019/0 030 698 A1 ) ist ein Verfahren zum Betrieb eines motorisch betätigten Arbeitsgerätes bekannt, bei welchem die Erfassung der charakteristischen Änderung als Signal zur Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges nach Erreichen der bestimmten Arbeitskraft, aber vor Erreichen der allgemeinen Arbeitskraft genutzt wird. Es ist aus dieser Druckschrift auch ein entsprechendes Arbeitsgerät bekannt. Weiter ist zum Stand der Technik auf die WO 2016/0 058 381 A1 ( US 2017/0 087 709 A1 ) zu verweisen, aus der ein vergleichbares Arbeitsgerät bekannt ist.
Aus der WO 2018/001691 A1 ( US 2020/0147772 A1 ) ist ein Verfahren zum Betrieb eines motorisch betätigten Arbeitsgerätes und ein entsprechendes Arbeitsgerät bekannt, bei dem zufolge eines Erreichens eines voreingestellten Arbeitsdruckes eine Öffnung des Rücklaufventils durch Absperren eines Leitungsabschnittes vor dem Rücklaufventil erfolgt.
Zusammenfassung der Beschreibung
Ausgehend von dem dargelegten Stand der Technik beschäftigt sich die beschriebene Lösung mit der Aufgabe, das Verfahren zur Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges vorteilhaft auszuführen und ein hierfür geeignetes Arbeitsgerät anzugeben.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens zunächst und im Wesentlichen dadurch gelöst, dass bei Erreichen der charakteristischen Änderung zunächst das Rücklaufventil geöffnet wird und ein sich zufolge der Öffnung des Rücklaufventils einstellender Druckabfall in dem Hydraulikmittel als Signal zum Abschalten des Motors genutzt wird.
Diese Aufgabe ist weiter hinsichtlich des Arbeitsgerätes zunächst und im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Steuerung so eingerichtet ist, dass bei Erreichen der charakteristischen Änderung zunächst eine Öffnung des Rücklaufventils erfolgt und aufgrund eines sich zufolge der Öffnung des Rücklaufventils einstellenden Druckabfalls in dem Hydraulikmittel ein Abschalten des Motors erfolgt.
Die charakteristische Änderung ergibt sich zufolge des Aufeinandertreffens von Arbeitsteilen des Arbeitsgerätes, beispielsweise von Verpressbacken. In der Folge ergibt sich eine deutlich höhere Steifigkeit, die zu dem charakteristischen Druckanstieg führt.
Durch das beschriebene Verfahren und die Ausgestaltung des beschriebenen Arbeitsgerätes ist es ermöglicht, sogleich hierauf mit einem Druckabfall in dem Hydraulikmittel, also dem in der Kolben-/Zylinderanordnung befindlichen Hydraulikmittel, zu reagieren. Das Öffnen des Rücklaufventils hat einen solchen unmittelbaren Druckabfall zur Folge. Es erfolgt kein weiterer Druckanstieg in dem Hydraulikmittel. Hierdurch ist eine vorteilhaft schonende Arbeitsweise für das Arbeitsgerät erreicht.
Dass zunächst, wobei dies auch ein vergleichsweise sehr kurzer Zeitraum sein kann, der Motor noch weiterläuft, dient zur Vorbereitung der Abschaltung des Motors, die dann nicht bei einem insofern erreichten Höchstdruck und einem hohen Stromwert erfolgen muss. Auch hierdurch ergibt sich eine schonende Charakteristik hinsichtlich des Motorbetriebs.
Typischerweise wird mittels des Motors eine Pumpe betrieben, die wiederum das Hydraulikmittel in die Kolben-/Zylinderanordnung pumpt und hierbei im Zuge eines Arbeitsvorganges für den Druckanstieg sorgt.
Hinsichtlich der Pumpe kann es sich beispielsweise um eine Kolbenpumpe handeln. Hierbei stellen sich einzelne Druckstufen ein, die durch einen Drucksensor, der beispielsweise in sehr kurzen Zeitabständen, bis hin zu Zehntel- oder Millisekunden, den Druck jeweils misst, erfasst werden können. Hiervon ausgehend kann bei einem Abfall des Druckes zufolge der Öffnung des Rücklaufventils schon eine erste Druckstufe, die deutlich geringer ist als eine vorangegangene Druckstufe, als Signal herangezogen werden, auch den Motor abzuschalten.
Alternativ kann eine feste Zeitspanne vorgegeben sein, ab Öffnung des Rücklaufventils, nach welcher der Motor abgeschaltet wird. Diese feste Zeitspanne kann auch vergleichsweise kurz sein, beispielsweise eine Zehntelsekunde oder mehrere Zehntelsekunden, bis hin zu beispielsweise einer Sekunde, betragen.
Ergänzend kann auch ein Sensor zur Erfassung des Motorstroms des Elektromotors vorgesehen sein. Hierdurch kann auch ergänzend ein bestimmter Abfall des Motorstroms zur Abschaltung des Motors herangezogen werden. Der Druckabfall in dem Hydraulikmittel kann dahingehend überprüft werden, ob er mit einem entsprechenden und prinzipiell zu erwartenden Abfall des Motorstroms einhergeht. Gegebenenfalls kann der Druckabfall in dem Hydraulikmittel mit dem Abfall des Motorstroms im Sinne einer „und“-Bedingung für das Abschalten des Elektromotors herangezogen werden. In gleicher Weise kann auch die genannte feste Zeitspanne einbezogen werden. Beispielsweise dahingehend, ob im Sinne einer „und“-Verbindung dass eine Abschaltung des Elektromotors jedenfalls erst dann erfolgt, wenn - auch - eine vorgegebene feste Zeitspanne ab Öffnung des Rücklaufventils vergangen ist.
Die Ausnutzung der charakteristischen Änderung in einem Gerätewert, wie hier einem Druckwert in dem Hydraulikmittel nach Erreichen der bestimmten Arbeitskraft, aber in der Regel vor Erreichen der allgemeinen Arbeitskraft und unabhängig davon, ob die allgemeine Arbeitskraft erreicht ist oder nicht, wird für eine individuelle Beendigung des Arbeitsvorganges genutzt, ohne dass sich hinsichtlich der Qualität des Arbeitsvorganges, also der erwünschten Fertigstellung des Arbeitsvorganges, eine Einbuße ergibt. Dadurch, dass die charakteristische Änderung des Gerätewertes, hier etwa des Druckwertes, genutzt wird, und nicht ein absoluter Gerätewert zur Auslösung einer Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges herangezogen wird, kann jeder Arbeitsvorgang individuell dann beendet werden, wenn die Beendigung der Einwirkung auf den bearbeiteten Gegenstand auch erfolgt ist.
Bei einer Vielzahl von Arbeitsvorgängen kann sich entsprechend eine Vielzahl von unterschiedlichen Drücken beziehungsweise Kräften ergeben, bei welchen der jeweilige (bestimmte) Arbeitsvorgang beendet wird. Im Extrem kann jeder Arbeitsvorgang bei einem anderen Druck beziehungsweise einer anderen Kraft beendet werden.
Der Arbeitsvorgang kann beispielsweise eine Verpressung sein. Hierbei werden üblicherweise zwei Pressbacken relativ zueinander bewegt, zwischen welche Pressbacken ein zu verpressendes Teil oder eine zu verpressende Kombination von Teilen eingelegt ist. 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 Geräteeigenschaft selbst, also beispielsweise die einer oder beiden Pressbacken innewohnende Elastizität beziehungsweise Steifigkeit, als Widerstand gegen den weiteren Anstieg der Arbeitskraft wirksam. Es ergibt sich hinsichtlich dieser weiteren Erhöhung ein geänderter - zweiter - Anstieg der Arbeitskraft. Der Übergang von dem ersten Anstieg zu dem zweiten Anstieg der Arbeitskraft führt zu der genannten charakteristischen Änderung in dem Druckanstieg.
Im Weiteren wird auch auf die Ausführungen in der eingangs genannten WO 2017/129 385 A1 ( US 2019/0 030 698 A1 ) verwiesen.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens und des Arbeitsgerätes besteht darin, dass zur Öffnung des Rücklaufventils ein Leitungsabschnitt des Arbeitsgerätes, der sich, in einer Strömungsrichtung bei zurücklaufendem Hydraulikmittels betrachtet, vor dem Rücklaufventil befindet, abgesperrt wird, bei dem Arbeitsgerät also absperrbar ausgebildet ist, und dass in dem abgesperrten Leitungsabschnitte durch den weiterlaufenden Motor eine zur Öffnung des Rücklaufventils führende Druckerhöhung vorgenommen wird, bei dem Arbeitsgerät also vornehmbar ist. Das Absperren des Leitungsabschnittes kann, beispielsweise magnetbetätigt, unmittelbar mit Erreichen der charakteristischen Änderung vorgenommen werden. Das Arbeitsgerät kann entsprechend ein Magnetventil aufweisen. Da der Leitungsabschnitt zugleich derjenige Leitungsabschnitt ist, mit dem das Hydraulikmittel in den Hydraulikzylinder zur Wirkung auf den Hydraulikkolben gepumpt wird, kann unmittelbar mit Erreichen der charakteristischen Änderung eine weitere Lieferung von Hydraulikmittel in den Hydraulikzylinder untergebunden werden. Das Arbeitsgerät kann entsprechend so ausgebildet sein, dass mit Erreichen der charakteristischen Änderung eine weitere Lieferung von Hydraulikmittel in den Hydraulikzylinder unterbindbar ist. Ein weiterer Druckanstieg kann in dem Hydraulikzylinder nicht erfolgen. Wohl aber erfolgt aufgrund des weiterlaufenden Motors und der damit weiterlaufenden Pumpe noch ein Druckanstieg in dem abgesperrten Leitungsabschnitt, dem zugeordnet auch das Rücklaufventil angeordnet ist. Zufolge dieses Druckanstieges, wenn der für die Öffnung des Rücklaufventils erforderliche Druck erreicht ist, öffnet das Rücklaufventil und der Druck in dem abgesperrten Leitungsabschnitt fällt hierdurch praktisch unmittelbar stark ab. Dieser Druckabfall kann dann zur Öffnung der Absperrung des Leitungsabschnittes genutzt werden, sodass ein Abfluss von Hydraulikmittel insgesamt aus dem Hydraulikzylinder und damit eine Zurückbewegung des Hydraulikkolbens in seine Ausgangsstellung erfolgen kann. Im Hinblick auf weitere Einzelheiten wird auch auf den Offenbarungsgehalt der eingangs genannte WO 2018/0016911 ( US 2020/0147772 A1 )) verwiesen, der hiermit voll inhaltlich einbezogen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend ist die beschriebene Lösung desweiteren anhand der beigefügten Zeichnung, auf welcher jedoch nur ein Ausführungsbeispiel wiedergegeben ist, erläutert. Hierbei zeigt:

1 ein hydraulisches Hand-Pressgerät, teilweise geschnitten;
2 das Pressgerät gemäß 1 nach Erreichen einer bestimmten Arbeitskraft;
3 eine Darstellung des Druckanstieg in dem Hydraulikmittel bei Durchführung eines Arbeitsvorganges,
3a eine Darstellung der bei Druckstufen in Abhängigkeit der Zeit etwa bei einer Verpressung gemäß 3 absolut erreichten Druckwerte;
4 einen Schnitt durch ein hydraulisch betriebenes Hand-Presswerkzeug mit bestimmter Ausgestaltung hinsichtlich des Rücklaufventils;
5 eine Herausvergrößerung des Bereiches V-V in 4;
6 eine der 5 entsprechende Darstellung bei Bewegung eines Bewegungsteils des Arbeitsgerätes in eine Arbeitsstellung;
7 eine der 6 entsprechende Darstellung, bei geöffnetem Rücklaufventil und betätigtem Druckerhöhungskolben;
8 die Herausvergrößerung des Bereiches VIII in 7;
9 eine Darstellung eines Werkzeuges mit zwei zueinander verschwenkbaren Backen;
10 eine Darstellung gemäß 4 einer weiteren Ausführungsform des Arbeitsgerätes;
11 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches XI in 10, bei nicht abgesperrtem Leitungsabschnitt;
12 eine Darstellung gemäß 11, bei abgesperrtem Leitungsabschnitt und geöffnetem Rücklaufventil; und
13 eine Darstellung gemäß 12, nach Aufhebung der Absperrung und anhaltender Rückbewegung des Hydraulikkolbens.

Beschreibung der Ausführungsformen
Mit Bezug zu den 1 und 2 ist zunächst ein hydraulisch betriebenes Hand-Presswerkzeug 1 als Arbeitsgerät dargestellt. Das hydraulisch betriebene Hand-Presswerkzeug 1 kann einen Griff 2 aufweisen. Weiter einen Akkumulator 3, wenn es kabellos betrieben werden soll. Es ist aber auch ein Anschluss mittels eines Elektrokabels an eine Versorgung über ein elektrisches Netz möglich.
Das hydraulische Hand-Presswerkzeug 1 kann weiter einen Hydrauliktank 4 als Vorratsbehälter aufweisen. Mittels einer Pumpe 5, beispielsweise einer Kolbenpumpe, 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 bewegt werden. Der Hydraulikkolben 7 kann unter Wirkung einer Rückstellfeder 8 stehen.
Durch die Bewegung des Hydraulikkolbens 7 kann eine bewegliche Arbeitsbacke 9, die eine Pressbacke sein kann, beim Ausführungsbeispiel gegen eine feststehende Arbeitsbacke 10, die eine weitere Pressbacke sein kann, verschoben werden. In einem Pressraum 12 kann ein beispielsweise aus einer Hülse und einem Rohr, die miteinander zu verpressen sind, zusammengesetzter Pressling 13 aufgenommen sein. Falls die Backen 9, 10 als Schneidbacken ausgebildet sind, kann es sich auch um einen Schneidling 18 handeln.
Bei anderen hydraulischen Hand-Pressgeräten könnten auch zwei bewegliche Arbeitsbacken durch beispielsweise den Hydraulikkolben 7 gegeneinander zur Verpressung verschwenkt werden. Hierzu wird beispielsweise auf die US 2011/0 247 506 A1 verwiesen.
Die Pumpe 5 kann mittels eines Elektromotors 11 angetrieben sein, der seine Energieversorgung über den schon erwähnten Akkumulator 3 erhalten kann oder beispielsweise über das auch erwähnte Netzkabel. Weiter kann ein hydraulisches Handpressgerät gemäß 1 eine zur Auswertung von übermittelten Messwerten geeignete Datenverarbeitungseinrichtung aufweisen, die hier mit 14 schematisch wiedergegeben ist. Weiter verfügt ein derartiges Gerät über eine Steuereinrichtung, die hier schematisch mit 19 angegeben ist und in Leitungsverbindung zu der Datenverarbeitungseinrichtung 14 steht. Die Funktionen der Datenverarbeitungseinrichtung 14 und der Steuereinrichtung 19 können auch kombiniert durch ein einheitliches elektronisches Bauteil erbracht werden. Über die Steuereinrichtung 19 kann unmittelbar und Geräte-autonom eine Beendigung eines Arbeitsvorganges durchgeführt werden. Beispielsweise in einer Ausgestaltung wie sie mit Bezug zu den 4 bis 8 weiter unten beschrieben ist.
Desgleichen kann das hydraulische Hand-Pressgerät 1 einen Sensor 16 zur Erfassung eines Druckes in dem Hydraulikmittel aufweisen und gegebenenfalls zusätzlich einen Sensor 15 zur Erfassung des Motorstroms des Elektromotors 11. Der Druck des Hydraulikmittels kann durch den Sensor 16 in dem Hydraulikzylinder 6 gemessen werden.
Der Sensor 15 für den Motorstrom und/oder der Sensor 16 für den hydraulischen Druck liefern jeweils Messwerte in sehr kurzen Zeitabständen. Die Zeitabstände sind insbesondere unterhalb von einer Sekunde, weiter beispielsweise unterhalb von einer Zehntelsekunde gegeben. Ein solcher Zeitabstand kann auch nur eine oder mehrere Millisekunden betragen.
Insbesondere handelt es sich um elektronische Sensoren, die ihrerseits beispielsweise über den Akkumulator 3 mit elektrischer Energie versorgt sind.
Eine Beendigung des Arbeitsvorganges kann darin bestehen, dass Arbeitsteile wie eine Backe bei einem Verpresswerkzeug oder eine Schneide bei einem Schneidwerkzeug oder eine Stanzbacke bei einem Stanzwerkzeug in eine Anfangsstellung zurückbewegt werden oder eine solche Zurückbewegung eingeleitet wird. Bei einem hydraulischen Presswerkzeug kann die Einleitung insbesondere darin bestehen, dass der Hydraulikkolben unter Zurückleitung von Hydraulikmittel aus dem Hydraulikzylinder in den Vorratstank zurückgefahren wird. Hierzu wird ein Rücklaufventil geöffnet. Hinsichtlich einer speziellen Ausführungsform eines solchen hydraulischen Pressgerätes ist dies weiter unten mit Bezug zu den schon genannten 4 bis 8 im Einzelnen beschrieben.
Bei der Durchführung eines Verpressvorganges allgemein mit dem hydraulischen Hand-Pressgerät 1 wird beispielsweise über einen von Hand zu betätigenden Schalter 17 nach Einlegung des Presslings 13 in den Pressraum 12 eine Verpressung ausgelöst. Die Pumpe 5, die beim Ausführungsbeispiel eine Kolbenpumpe ist, beginnt sodann unter Durchführung einer Vielzahl von Kolbenhüben Hydraulikmittel aus dem Hydrauliktank 4 in den Hydraulikzylinder 6 zu pumpen.
Wie sich aus 3 ergibt, bei welcher auf der Ordinate der Druck und auf der Abszisse die Zeit aufgetragen ist, ergibt sich ein gewisser Anstieg des Druckes, aus welchem sich auch, was aber vorliegend nicht von Interesse ist, an dem Punkt A die Werkstückberührung durch die Pressbacken erkennen lässt. Der Druck steigt weiter an, und zwar in der Regel stärker als vor der Werkstückberührung, bis zu einem Punkt B. Bei diesem Punkt B ist die bestimmte Arbeitskraft erreicht und eigentlich keine höhere Arbeitskraft mehr erforderlich.
Es ergibt sich nach dem Punkt B eine charakteristische Änderung in der Steigung S beziehungsweise S' der Druckkurve und zudem noch hinsichtlich einer einzelnen sich darstellenden Stufe des Druckwertes, siehe Lupendarstellung in 3, eine charakteristische Erhöhung hinsichtlich der Stufenhöhe H gegenüber einer Stufenhöhe h vor Erreichen des Punktes B.
Dieser charakteristische Wert der Stufenhöhe H wird beim Ausführungsbeispiel dazu genutzt, das Erreichen der bestimmten Arbeitskraft festzustellen und ein Erreichen der Stufenhöhe H als Signal zur Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges zu nutzen. In einem Speicher der Datenverarbeitungseinrichtung und/oder der Steuerungseinrichtung kann ein bestimmter Gerätewert gespeichert sein, der im Hinblick auf einen tatsächlich erfassten Gerätewert zum Vergleich herangezogen wird und dessen Überschreiten (oder gegebenfalls auch Unterschreiten) als Signal des bestimmten Arbeitsvorganges (auch) genutzt wird. Der gespeicherte Gerätewert kann ein Absolutwert sein, wie beispielsweise die beschriebene Stufenhöhe oder auch ein Relativwert, der beispielsweise hinsichtlich eines Überschreitens einer vorherigen Stufenhöhe (oder mehrerer gemittelter Stufenhöhen) eine prozentuale Grenze, wie beispielsweise 10 % oder 20 % vorgibt.
Der gespeicherte Grenzwert kann auch ein Wert für die genannte Steigung sein, sodass die jeweils berechnete Steigung hiermit verglichen werden kann.
Lediglich zur Verdeutlichung ist in 3 in gestrichelter Darstellung der Arbeitsvorgang noch weitergeführt dargestellt worden, wenn bei der bestimmten Arbeitskraft keine Beendigung vorgenommen würde, hier bis zu dem Punkt C, der ein Erreichen der allgemeinen Arbeitskraft darstellt.
Der stufenartige Verlauf der Druckkurve ist beim Ausführungsbeispiel durch die verwendete Kolbenpumpe verursacht. Beim Hochfahren des Kolbens wird eine höhere Druckstufe erreicht, wobei beim Zurücklaufen des Kolbens dieser Druck gehalten wird oder leicht abfällt, bis bei einem nächsten Hochlaufen des Kolbens der Druck wieder erhöht wird. Eine solche Kolbenpumpe arbeitet üblicherweise mit einer Frequenz >1/Sekunde. Durch die mindestens der Frequenz der Kolbenpumpe in diesem Ausführungsbeispiel entsprechende Frequenz in der Erfassung eines Gerätewertes, also hier des hydraulischen Druckwertes, kann das Arbeiten der Pumpe in sehr großer Auflösung, hier also in einer Auflösung, welche eine einzelne Druckstufe, die durch eine Kolbenbewegung der Kolbenpumpe erzeugt ist, erfasst werden. Die Messung hinsichtlich des Absolutwertes einer Druckstufe beziehungsweise der Höhe einer Druckstufe wird derart vorgenommen, dass die Werte zu einem vergleichbaren Zeitpunkt verglichen werden. Entweder beispielsweise zu Beginn eines Kolbenhubes oder am Ende eines (Vorwärts-)Kolbenhubes der Kolbenpumpe (wenn eine solche verwendet wird).
In der 3a ist eine bei einem beispielhaften Hand-Pressgerät gemessene Höhe der Druckstufen über die Zeit aufgetragen. Ersichtlich ist am Schluss (im Bereich von 9 Sekunden) eine absolute Höhe von ca. 22 bar bei einer Druckstufe erreicht. Das Erreichen dieses vorgegebenen Absolutwertes (der wie nachstehend noch weiter erläutert charakteristisch für ein bestimmtes Hand-Pressgerät sein kann) kann damit zur Beendigung des Arbeitsvorganges herangezogen werden.
Weiter ist in 3a eine sich auf die bestimmte vorgegebene absolute Höhe der Druckstufe anschließende Druckstufe, (rechts von „9“ auf der Abszisse) wiedergegeben, die sich einstellt, wenn zufolge der Erfassung der Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges die Öffnung des Rücklaufventils erfolgt ist.
Hinsichtlich der Druckstufen gemäß 3, 3a hat sich auch gezeigt, dass eine zur Abschaltung führende hohe Druckstufe einen bestimmten Absolutwert aufweist, der praktisch unabhängig ist von den zu verpressenden Gegenständen, sondern als Konstante eines bestimmten Gerätes anzusehen ist. Bei einem konkreten hydraulisch betriebenen Pressgerät kann diese Konstante beispielsweise zwischen 15 und 25 bar, konkret dabei 20 bis 22 bar, liegen.
Bezüglich 3a ist der Druckverlauf nach Erreichen der Sekunde 9 im vorliegenden Zusammenhang wesentlich. Nachdem bereits die Öffnung des Rücklaufventils gegeben ist, zeigt sich, dass der Druck stark abfällt, es ergibt sich der Abfallwert D, der hier zur Auswertung herangezogen wird. Wenn über einen Drucksensor dieser Abfallwert D erfasst wird, wird dies für die Steuerung zur Auslösung herangezogen, den Elektromotor, der die Pumpe beaufschlagt, abzuschalten.
Es hat sich auch herausgestellt, dass der erwähnte oder ein sonstiger, einem Gerät in diesem Sinne entsprechender Absolutwert auch nur dann erreicht wird, wenn alle hierfür erforderlichen Komponenten des Gerätes, wie beispielsweise ein Rücklaufventil, elektrischer Antrieb usw. in einem ordnungsgemäßen Zustand sind. Wenn sich ein Verschleiß einstellt, wird die genannte Höhe nicht mehr erreicht, gleichwohl kann aber eine zuverlässige Verpressung noch erreicht werden, da in diesem Fall der übliche Anstieg auf den zugelassenen Maximalwert des Druckes (auf die allgemeine Arbeitskraft) erfolgt und eine Beendigung des Arbeitsvorganges anhand eines Erreichens der allgemeinen Arbeitskraft erfolgen kann.
Im Weiteren kann dieser Zusammenhang auch dazu benutzt werden, dass ein ein- oder mehrmaliges Erreichen der allgemeinen Arbeitskraft zu einer Meldung an den Nutzer herangezogen wird, eine Überprüfung des Gerätes durchzuführen. Zu weiteren Einzelheiten hierzu wird auch auf die schon genannte US 2019/0 030 698 A1 verwiesen.
Die Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges wird durch die Öffnung eines Rücklaufventils eingeleitet, bei zunächst weiterlaufendem, die Pumpe 5 im Ausführungsbeispiel antreibenden Elektromotor 11. Zeitlich nach der Öffnung des Rücklaufventils werden der Elektromotor und damit die Hydraulikpumpe ausgeschaltet. Es ergibt sich also zunächst ein Druckabfall etwa gemäß dem in 3a dargestellten Druckabfall D. Da sich ein solcher Druckabfall D bei einem Schneidgerät bei Beendigung des Schneidvorganges praktisch immer einstellt, kann zugleich ohne eine Änderung in der Steuerung eine Verwendung eines solchermaßen gesteuerten Gerätes auch für einen Schneidvorgang ohne weiteres eingesetzt werden. Als Rücklaufventil kann beispielsweise ein magnetbetätigtes Rücklaufventil zum Einsatz kommen, wie es in der DE 10 2015 102 806 A1 ( US 2018/0 236 649 A1 ) beschrieben ist. Der Inhalt dieser Anmeldung wird hiermit voll vollinhaltlich, auch zum Zwecke, Merkmale der genannten älteren Anmeldung in Ansprüche vorliegender Anmeldung aufzunehmen, in die Offenbarung vorliegender Anmeldung mit einbezogen.
Mit Bezug zu den 4 bis 8 ist nun die Betätigung eines Rücklaufventils zur Einleitung der Beendigung des Arbeitsvorganges bei einem hydraulischen Pressgerät in weiterer Einzelheit beschrieben.
Das in den 4 bis 8 dargestellte hydraulische Pressgerät weist entsprechend dem in 1 dargestellten hydraulischen Pressgerät den hier in weiterer Einzelheit nicht wiedergegebenen Elektromotor 11 auf, den Hydraulikmittel-Vorratsraum beziehungsweise Tank 4 und die Pumpe 5.
Weiter besitzt das hydraulische Pressgerät der 4 bis 8 den Hydraulikkolben 7, der durch hydraulische Beaufschlagung relativ zu dem Hydraulikzylinder 6 bewegbar ist.
In den Hydraulikzylinder 6 wird zur Durchführung eines Arbeitsvorganges mit der Pumpe 5 Hydraulikmittel gepumpt. Der Hydraulikzylinder 6 weist weiter eine Rücklaufleitung 20 auf, über welche das Hydraulikmittel über das Rücklaufventil 21 in den Hydrauliktank 4 zurückfließen kann.
Wie sich insbesondere aus den 4 und 7 ergibt, ändert sich das Volumen in dem Hydraulikzylinder 6 mit dem Arbeitszustand des hydraulischen Hand-Pressgerätes 1. Bei der Darstellung gemäß 2 ist der Hydraulikkolben 7 in einer gegenüber 1 geänderten Position. Nach einem Öffnen des Rücklaufventils 21 (7), was bei einer Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges beziehungsweise dessen Einleitung zunächst durch die Steuerung ausgelöst werden kann, bewegt sich der Hydraulikkolben 7 zurück in Richtung seiner Ausgangsstellung gemäß 1.
Der Elektromotor 11 zum Betreiben der Pumpe 5 und somit zum Verfahren des Hydraulikkolbens 7 in Richtung auf eine Arbeitsstellung wird über einen beispielsweise als handbetätigbarer Taster ausgebildeten Schalter 17 aktiviert. Die Elektroversorgung des Elektromotors 11, wie darüber hinaus beispielsweise auch der schon angesprochenen Schalt-/Steuerungselektronik und gegebenenfalls weiterer elektrischer oder elektronischer Bauteile des Gerätes, erfolgt über einen in den 4 bis 8 nicht dargestellten, geräteseitigen Akkumulator oder über eine elektrische Leitung für eine Netzverbindung.
Das Rücklaufventil 21 ist in der Ventilverschlussstellung mittels einer Andruckfeder 22 in den Ventilsitz gedrückt. Der Ventilsitz besteht im Einzelnen beispielsweise aus einem Einschraubteil 23, das über ein Gewinde 24 in das Gehäuse des hydraulischen Hand-Pressgerätes 1 eingeschraubt ist.
In dem Ventilsitz, gegebenenfalls in dem Einschraubteil 23, ist eine Durchflussbohrung 25 vorgesehen. Diese steht strömungsmäßig in Verbindung mit der Rücklaufleitung 20.
Aufgrund des engen Querschnittes der Durchflussbohrung 25 in dem Ventilsitz in Zusammenwirkung mit der durch die Andruckfeder 22 aufgebrachten Vorspannung öffnet das Rücklaufventil 21 grundsätzlich nur bei Überschreiten eines bestimmten Auslösedrucks. Es handelt sich um beispielsweise einen Druck von 600 oder 700 bar. Dieser Auslösedruck entspricht dem Erreichen der allgemeinen Arbeitskraft.
Nachdem das Rücklaufventil 21 geöffnet hat, steht der Druck des Hydraulikmittels nicht mehr nur an der der Querschnittsfläche der Durchflussbohrung 25 entsprechenden Fläche, einer Teilkolbenfläche, beispielsweise gegeben durch eine Ventilnadel 26, an, sondern an der gesamten, dem Hydraulikraum (insbesondere Hydraulikzylinder 6) zugewandten Fläche, der Unterfläche 27 des die Ventilnadel 26 aufweisenden Rücklaufventil-Kolben 28 des Rücklaufventils 21. Daher wird das geöffnete Rücklaufventil 21 durch einen sehr geringen Druck in der Rücklaufleitung 20, beispielsweise einem Druck von 2 bis 5 bar, bereits in der Offenstellung gehalten. Die Ventilnadel 26 muss nicht ideal spitz zulaufend gebildet sein. Vorzugsweise ist sie jedenfalls konusförmig gebildet.
Dieser geringe Druck wird beim Rücklauf des Hydraulikkolbens 7 beispielsweise durch eine auf den Hydraulikkolben 7 wirkende und den Hydraulikkolben 7 in die Endstellung belastende Feder 29 erzeugt.
In einer Ablauf-Strömungsrichtung nach der Durchflussbohrung 25 ist der Druck nochmals deutlich geringer. Beispielsweise beträgt der Druck insbesondere zu Beginn des Rücklaufes des Hydraulikkolbens nur ¾ oder weniger des Druckes vor der Durchflussbohrung 25 bzw. dem Ventilsitz, in der Praxis beispielsweise etwa der Hälfte. Dieser Druckunterschied gleicht sich danach aber im Wesentlichen aus und ist bald nach Beginn des Rücklaufs des Hydraulik-Kolbens 7 in der Regel nur noch vergleichsweise gering.
Nach Öffnen des Rücklaufventils 21 ist der sich an der Durchflussbohrung 25 anschließende Raum 30 bis zu der Unterfläche 27 des Rücklaufventil-Kolbens 28 in den Hydraulikraum einbezogen. Das Hydraulikmittel strömt dann über eine Ablauföffnung 31 in den Hydrauliktank 4. Der Raum 30 ist vor- und nachstehend auch als Ventilraum bezeichnet.
Eine die Unterfläche 27 durchsetzende und beispielsweise rückschlaggesicherte Axialbohrung 32 ermöglicht im Verschlusszustand des Rücklaufventils 21 gemäß den 4 bis 6 ein Nachströmen von Hydraulikmittel aus dem Hydrauliktank 4 insbesondere zur Erleichterung eines Rücklaufs eines Druckerhöhungskolbens 33.
Ohne eine weitere Maßnahme entspricht also der die Ventilnadel 26 aus dem Ventilsitz abhebende Hydraulik- beziehungsweise Auslösedruck einem Erreichen der allgemeinen Arbeitskraft.
Durch die hier beschriebene Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges bei Erreichen der charakteristischen Änderung des Gerätewertes wird jedoch das Rücklaufventil 21 in seine Öffnungsstellung verlagert, ohne dass am Hydraulikkolben 4 der zum Anheben des Rücklaufventils 21 nötige Hydraulikdruck notwendig anliegt.
Hierzu kann mit Bezug zu dem in den 4 bis 8 beschriebenen Ausführungsbeispiel zugeordnet zu dem sich in Abströmrichtung an die Durchflussbohrung 25 anschließenden Hydraulikraum eine weitere im Betriebszustand mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Leitung 34 vorgesehen sein. Diese Leitung 34 setzt sich in einem Hydraulikmittel-Zylinder 35 fort, in welchem der schon genannte Druckerhöhungskolben 33 beispielsweise linear verschiebbar ist. Die Leitung 34 könnte auch kürzer ausgebildet sein als dargestellt oder auch wegfallen.
Mittels eines elektrisch ansteuerbaren Stellmagneten 36 ist eine Linearbewegung des Druckerhöhungskolbens 33 in dem Hydraulikmittel-Zylinder 35 bzw. in der Leitung 34 erreichbar. Die bei Aktivierung des Stellmagneten 36 herbeigeführte Bewegung des Druckerhöhungskolbens 33 erfolgt beispielsweise entgegen der Kraft einer auf den Druckerhöhungskolben 33 wirkenden Rückstellfeder 37.
Über, in dem beispielsweise Einschraubteil 23 vorgesehene, weiter beispielsweise in Verlagerungsrichtung des Rücklaufventils 21 ausgerichtete Bohrungen 38 bildet die Leitung 34 hydraulisch einen Teil des Raumes 30.
Das Einschraubteil 23 liegt im Einbauzustand nicht unmittelbar an der zugewandten Gehäusewandung an, so dass von dem Druckerhöhungskolben 33 bewegtes Hydraulikmittel ohne weiteres aus der Leitung 34 über die Bohrung 38 in den sich in Abfließrichtung des Hydraulikmittels nach dem Ventilsitz gegebenen Teil des Raumes 30 strömen kann.
Im Zuge der Durchführung eines Arbeitsvorganges werden nun ein oder mehrere Gerätewerte, wie etwa der Druck im Hydraulikmittel oder die Höhe des Motorstroms des Elektromotors erfasst und im Hinblick auf die genannte charakteristische Änderung ausgewertet.
Mit Erreichen der durch einen Vergleichswert vorgegebenen charakteristischen Änderung wird ein entsprechendes Signal in der Steuerung generiert, das zu einer Aktivierung des Stellmagneten 36 führt, zugleich aber den Elektromotor 11 (zunächst) weiterlaufen lässt.
Der Druckerhöhungskolben 33 verfährt zufolge der Aktivierung des Stellmagneten 36 entgegen auch der Kraft der vorzugsweise vorgesehenen Rückstellfeder 37 schlagartig in die Vorschubstellung gemäß den Darstellungen in den 14 und 15. Hierdurch verfährt der Druckerhöhungskolben 33 in einer sehr engen, praktisch umfangsmäßig abgedichteten Zusammenwirkung mit dem Hydraulikmittel-Zylinder 35 der Leitung 34. Vor dem Druckerhöhungskolben 33 befindliches Hydraulikmittel wird in einer Verfahrrichtung des Druckerhöhungskolbens 33 in Richtung auf das Rücklauf-Ventil 21 verdrängt und damit bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in den Raum „nach“ der Durchflussbohrung 25. Es wird also bezogen auf den geschlossenen Zustand des Rücklaufventils 20 in den Raum verdrängt, der gebildet ist durch die Unterfläche 27 und die zugeordnete Seite des Einschraubteils 23 sowie einen Teil des Zylinders, in welchem das Rücklaufventil 21 aufgenommen ist. Es handelt sich um den schon angesprochenen Raum 30, den Ventilraum. Auf diesen Ventilraum wird hierdurch im Sinne einer Verkleinerung eingewirkt. Dies führt zu einer kurzzeitigen Druckerhöhung in dem Raum 30 zur Einwirkung auf die Unterfläche 27 des Rücklaufventils 21. Die zufolge der Beaufschlagung der gegenüber der Querschnittsfläche der Durchflussbohrung 25 im Ventilsitz wesentlich vergrößerten Durchmesserfläche der Unterfläche 27 ist das Anheben des Rücklaufventils 21 durch Aufbau eines Druckes von wenigen bar, beispielsweise 2 bis 5 bar, bereits erreichbar. Dieser Druck wird (zunächst) allein durch die kolbenartige Verlagerung des Druckerhöhungskolbens 33 erreicht.
Insbesondere mit einer solchen Ausgestaltung bei einem hydraulischen Pressgerät lässt sich sehr günstig und schnell auf das beschriebene Erreichen der charakteristischen Änderung als Signal zur Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges reagieren.
Die Ventilnadel 26 wird hierdurch von dem Ventilsitz angehoben, so dass der Rücklauf des Hydraulikmittels aus dem Hydraulik-Zylinder 6 zurück in den Hydrauliktank 4 erfolgen kann, wobei das Rücklaufventil 21 in der angehobenen Stellung solange gehalten werden kann, bis der Hydraulikkolben 7 die Endstellung gemäß 1 erreicht hat und somit der Öffnungshaltedruck für das Rücklaufventil 21 unterschritten ist.
Die Druckerhöhung an dem Rücklaufventil 21 durch den Druckerhöhungskolben 33 wirkt initialartig. Mit Anheben des Rücklaufventils 21 und damit einhergehender Verbindung des Raumes 30 mit der Ablauföffnung 31 bei gleichzeitiger Öffnung der Durchflussbohrung 25 wirkt der durch das Rücklaufen des Hydraulikkolbens 7 vorherrschende Druck auf das Rücklaufventil 21.
Auch die elektrische Beaufschlagung des Stellmagneten 36 kann zunächst impulsartig erfolgen, so dass nach vollständigem Vorhub des Druckerhöhungskolbens 33 dieser sich nahezu plötzlich in der vorgefahrenen Stellung gemäß 7 befindet. Bei regelmäßigem Ablauf eines Arbeitszyklus, wenn also insbesondere keine vorzeitige Beendigung des Rücklaufs des Bewegungsteils gewünscht ist, was grundsätzlich mit der beschriebenen Ausgestaltung auch durchführbar ist, verbleibt der Druckerhöhungskolben 33 in dieser Stellung auch solange beaufschlagt.
Durch eine gleichsam vorzeitige, vor vollständiger Zurückbewegung des Hydraulikkolbens, erfolgte Aufhebung der Beaufschlagung des Stellmagneten 36 kann sich der Druckerhöhungskolben 33 entsprechend vorzeitig in seine Ausgangsstellung zurückbewegen. Die hiermit verbundene Vergrößerung des Ventilraumes 30 kann für einen solchen Druckabfall sorgen, dass hierdurch eine gewünschte Schließung des Rücklaufventils 21 erreicht wird. Hiermit kann eine regelmäßig eingestellte oder individuell beispielsweise durch ein gedrückt Halten eines Betätigungsschalters geänderte Anfangsstellung für einen weiteren Arbeitsvorgang herbeigefügt werden.
Mit einer Zurückbewegung des Druckerhöhungskolbens 33 öffnet sich beispielsweise auch zugleich ein Strömungsweg aus dem Hydrauliktank 4 in den Ventilraum 30, um den Ventilraum 30 mit dem benötigten Hydraulikmittel zu versorgen, der die genannte Zurückbewegung des Druckerhöhungskolbens 33 ermöglicht. Sobald das Rücklaufventil 21 wieder geschlossen ist, kann über den Ventilsitz kein Hydraulikmittel mehr in den Raum 30 strömen. Dieser Strömungsweg kann durch ein in dem Ventilkolben und/oder einem Verbindungsweg aus dem Hydrauliktank 4 zu der Leitung 34 angeordneten Rückschlagventil gegeben sein. Auch kann sich mit einer Zurückbewegung des Druckerhöhungskolbens 33 zugleich ein (weiterer) Ablaufweg für Hydraulikmittel in den Hydrauliktank 4, zunächst über einen Leitungsabschnitt 39, der von dem zurückfahrenden Druckerhöhungskolben 33 freigegeben ist, ergeben. Weiter aber auch ergänzend oder alternativ über eine Aufnahme 40 für einen Kolbenschaft 41 des Druckerhöhungskolbens 33. Hierüber und den sich beispielsweise anschließenden erweiterten Raum 42, in welchem sich ein Betätigungskolben 43 des Druckerhöhungskolbens 33 befindet, kann Hydraulikmittel unmittelbar in den Hydrauliktank 4 ablaufen.
Im betätigten Zustand, siehe 7 und 8, ist auch von Bedeutung, dass eine vordere, hier konusförmig gebildete Fläche des Betätigungskolbens 43 unmittelbar an der zugeordneten Wandung anliegt. Andererseits füllt der Betätigungskolben 43 rückwärtig hierzu den erweiterten Raum 42 nicht vollständig aus. Zufolge einer Abflachung oder dergleichen an einer seiner Seiten verbleibt vielmehr auch in dem bei Betätigung vorgeschobenen Zustand gemäß 7 bzw. 8 ein Freiraum 44 in dem erweiterten Raum 42.
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Vorbewegung des HydraulikKolbens 4 in die Arbeitsstellung nur solange beibehalten wird, wie der Benutzer den Schalter betätigt. In einer Ausgestaltung wird mit Loslassen des Schalters (auch vor einem Erreichen der bestimmten Arbeitskraft) ein Signal generiert, das zu einer Ansteuerung des Stellmagneten 36 und somit über den Druckerhöhungskolben 33 zu einer Druckerhöhung in dem Raum 30 führt. Entsprechend wird mit Loslassen des Schalters das Rücklaufventil 21 in die Öffnungsstellung verlagert, was auch insofern zu einem selbsttätigen Rücklauf des Hydraulikkolbens in die Endstellung führen kann. Ungeachtet dessen kann aber bei durchgehendem gedrückt Halten des Schalters die genannte Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges bei Erreichen der charakteristischen Änderung in dem Gerätewert vorgesehen sein.
Der Druckerhöhungskolben 33 kann quergerichtet angeordnet sein zu dem Rücklaufventil 21. Die Längsachsen des Druckerhöhungskolbens 33 und des Rücklaufventils 21 können sich bevorzugt außerhalb der jeweiligen Erstreckungsbereiche schneiden. Dies unterstützt eine gewünschte kompakte Bauweise.
Zudem kann vorgesehen sein, wie auch beim Ausführungsbeispiel dargestellt, dass der Stellmagnet 36 beziehungsweise der diesbezügliche Bauabschnitt durch Hineinragen in den Hydrauliktank 4 vom Hydraulikmittel umspült ist.
Nach dem Öffnen des Rücklaufventils durch die Steuerung, wird die Messung des Drucks in dem Hydraulikmittel kontinuierlich weitergeführt. Dies in den beschriebenen sehr kurzen Zeitabständen. Entsprechend wird nach einer sehr kurzen Zeit durch die Steuerung erfasst, dass der Druck deutlich abgefallen ist, ggf. entsprechend einem vorgegebenen Grenzwert, den er überschritten hat. Hierauf löst die Steuerung dann aus, ggf. kombinativ, wie einleitend auch beschrieben, im Hinblick auf weitere Messwerte, dass der Elektromotor ausgeschaltet wird, der die Pumpe beaufschlagt.
In 9 ist ein Arbeitsgerät dargestellt, das zwei zueinander verschwenkbare Arbeitsbacken 9' und 10' aufweist, die in einem Halterungsteil 44 des Arbeitsgerätes gehaltert sind. Die Arbeitsbacke 9' und 10' sind zwischen einer Öffnungsstellung, die in 9 dargestellt ist, und einer Verschlussdarstellung, bewegbar. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um Schneidbacken. Sie können also zum Schneiden bis in eine Anlage an ihren Schneidkanten oder bei einer anderen Ausführungsform aneinander vorbei zur Vollendung des Schneidvorganges bewegt werden.
Hier kann vorgesehen sein, dass die Verschlussstellung der Arbeitsbacken, also etwa die genannte Aneinanderlage bei Schneidbacken oder der Beginn des Aneinander-Vorbeifahrens bei Schneidbacken oder auch eine Aneinanderlage bei Verpressbacken, aufgrund einer Relativstellung der Arbeitsbacken zu dem Halterungsteil erfassbar ist und dass die Erfassung der Verschlussstellung der Arbeitsbacken als Signal zu einem Öffnen des Rücklaufventils und einem nachfolgenden Abschalten des Motors genutzt wird.
Die Erfassung der Verschlussstellung kann beispielsweise durch an beiden Backen vorgesehene Sensoren gegeben sein, die eine bestimmte Ausrichtung der jeweiligen Backe zu dem Halterungsteil 44 erfassen lassen, in dem auch ein Sensor vorgesehen sein kann.
Bei dem in den 10 bis 13 dargestellten Arbeitsgerät ist in dem in Anströmrichtung vor dem Rücklaufventil 21 vorgeordneten Hydraulikraum, einem (zweitem) Leitungsabschnitt 44, ein Absperrmittel 45 vorgesehen. Dieses Absperrmitel 45 kann als elektrisch betätigbares Magnetventil ausgebildet sein.
Das Absperrmittel 45 setzt sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, in seiner Ausgestaltung als Magnetventil, aus einem linear verlagerbaren Absperrkolben 46 mit einer kegelförmigen Sperrfläche und einem elektrisch ansteuerbaren Stellmagneten 47 zusammen.
Das Absperrmittel 45, insbesondere der Absperrkolben 46, ist in die Rücklaufleitung 20 einragend angeordnet. Der Absperrkolben 46 ist geeignet, die Rücklaufleitung 20 bei einer gegebenen Aktivierung des Absperrmittels 45 in einen in Rücklaufrichtung des Hydraulikmittels betrachteten ersten Leitungsabschnitt 48 zwischen dem Hydraulikkolben 7 und dem Absperrmittel 45 und den zweiten Leitungsabschnitt 44 zwischen dem Absperrmittel 45 und dem Rücklaufventil 21 zu unterteilen.
In der Ausgestaltung ist der Absperrkolben 46 aus seiner Ventilsitzstellung, in welcher eine Trennung des ersten und zweiten Leitungsabschnittes erreicht ist, heraus in eine Offenstellung belastet. Hierzu kann, wie auch dargestellt, zur entsprechenden Vorspannung eine Rückstellfeder 49 (vergleiche beispielsweise 11) vorgesehen sein. Insbesondere ist die Rückstellfeder 49 als Druckfeder ausgebildet.
Die Einspeisung von Hydraulikmittel zur Vorverlagerung des Bewegungsteils, d. h. hier des Hydraulikkolbens 7 in Richtung auf die Arbeitsstellung erfolgt bei geöffnetem Absperrmittel 45 im Bereich des zweiten Leitungsabschnittes 44. Hier ist weiter noch ein Rückschlagventil 50 vorgesehen.
Das Arbeitsgerät kann darüber hinaus über eine Einstelleinrichtung 51 verfügen, mittels welcher der an dem Bewegungsteil beziehungsweise dem Hydraulikkolben 7 maximal anliegende Arbeitsdruck durch den Benutzer voreinstellbar ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind hierzu eine Mehrzahl von Tasten 52 vorgesehen, zu welchen Tasten 52 vorgegebene Druckwerte hinterlegt sind. Mit der Einstellvorrichtung kann entsprechend die vorstehend angesprochene allgemeine Arbeitskraft zur eingestellt und damit geändert werden.
Im Unterschied zu der gerätespezifischen ersten allgemeinen Arbeitskraft kann vorgesehen sein, dass bei Erreichen einer gegenüber der gerätespezifischen ersten allgemeinen Arbeitskraft eingestellten niedrigeren zweiten allgemeinen Arbeitskraft eine Mitteilung oder ein Signal erfolgt, das dem Benutzer signalisiert, dass die zweite eingestellte Arbeitskraft erreicht wurde und somit für die vorgesehene Bearbeitung nicht ausreichend ist. Denn auch in diesem Zusammenhang soll eine Abschaltung bei Erreichen der charakteristischen Änderung, die regelmäßig einem Druck entspricht, der geringer ist als er der zweiten allgemeinen Arbeitskraft entspricht, erfolgen. Da aber bei Erreichen einer durch die Einstellvorrichtung von der ersten zu der zweiten geänderten allgemeinen Arbeitskraft keine Gefährdung für das Arbeitsgerät ausgehen kann, braucht es hierbei nicht, wie grundsätzlich möglich und gegebenenfalls vorgesehen bei Erreichen der gerätespezifischen ersten allgemeinen Arbeitskraft, zu einem außer Betrieb setzen des Arbeitsgerätes insgesamt zu kommen oder eine Warnmeldung gegeben werden, dass eine Überprüfung in einer Servicewerkstatt oder ähnliches erforderlich ist.
Mit der Einstellvorrichtung 51 kann beispielsweise gewählt werden, dass es zu der beschriebenen Öffnung des Rücklaufventils kommt, wenn (schon) ein dann der zweiten allgemeinen Arbeitskraft entsprechender Arbeitsdruck von 200 bar oder 300 bar, der dann vorwählbar ist, erreicht ist, im Unterschied zu dem üblichen, der ersten allgemeinen Arbeitskraft entsprechenden Arbeitsdruck von beispielsweise 600 bar.
Mit Erreichen der charakteristischen Änderung wird ein entsprechendes Signal generiert, das zu einer Aktivierung des Stellmagneten 47 des Absperrmittels 45 führt.
Der Absperrkolben 46 verfährt zufolge der Aktivierung des Stellmagneten 47 entgegen auch der Kraft der vorzugsweise vorgesehenen Rückstellfeder 49 schlagartig in die Vorschubstellung gemäß 12. Hierdurch tritt die Kegeldichtfläche des Absperrkolbens 46 dichtend gegen den zugewandten Öffnungsrand des ersten Leitungsabschnittes 20.
Das hiernach weiter aus dem Vorratsraum 53 zufolge weiterlaufender Pumpe und weiterlaufendem Motor in den zweiten Leitungsabschnitt 44 - vorzugsweise über das Rückschlagventil 50 - eingepumpte Hydraulikmittel führt zu einer entsprechenden Druckerhöhung in dem zweiten Leitungsabschnitt 44, über den im ersten Leitungsabschnitt 48 (der praktisch gleich dem im Übrifen in der Rücklaufleitung 20 und dem Hydraulikzylinder 6 gegebenen Druckwert ist) vorherrschenden Druckwert hinaus. Durch das sich im Wesentlichen allein durch den zweiten Leitungsabschnitt 44 ergebende, sehr geringe Aufnahmevolumen für Hydraulikmittel, wird in sehr kurzer Zeit, beispielsweise auch in einem Bruchteil einer Sekunde, sogar möglicherweise innerhalb von 2 bis 5 ms, der Auslösedruck zur Verlagerung des Rücklaufventils 21 in die Offenstellung erreicht (12 und 13).
Nach druckbedingter Verlagerung des Rücklaufventils 21 in die Offenstellung fällt der Stellmagnet 47 des Absperrmittels 45 aufgrund einer in dem zweiten Leitungsabschnitt 44 erfassten Druckabsenkung ab. Der Absperrkolben 46 wird insbesondere federbelastet in die Offenstellung verlagert und somit vom Ventilsitz angehoben, sodass der Rücklauf des Hydraulikmittels aus dem Hydraulikzylinder 6 zurück in den Hydraulikmittel-Vorratsraum 53 erfolgen kann, wobei hierbei das Rücklaufventil 21 in der angehobenen Stellung so lange gehalten wird, bis das Bewegungsteil beziehungsweise der Hydraulikkolben 7 in die Endstellung verfahren ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, durch weiteren Eingriff, das Rückfahren des Hydraulikkolbens 7 an einer bestimmten Stelle aufzuhalten und von dort einen weiteren Arbeitsvorgang zu beginnen.
Die Verlagerung des Absperrkolbens 46 in die Öffnungsstellung kann sich unterschiedlich einstellen. Der Stellmagnet 47 kann mit einer so geringen Krafteinwirkung auf den Absperrkolben 46 ausgelegt sein, dass die durch den Absperrkolben 46 erzeugte Druckdifferenz zwischen dem in dem Hydraulikzylinder 6 herrschenden Druck und dem in dem zweiten Leitungsabschnitt 44 herrschenden Druck, nachdem das Rücklaufventil 21 geöffnet hat, ungeachtet dessen, ob der Absperrkolben 46 noch durch den Stellmagneten 47 beaufschlagt ist, in die Öffnungsstellung gedrückt wird. Beispielsweise kann sich dies schon bei einer Druckdifferenz von 1 bar oder mehr einstellen. Diese Verlagerung in die Öffnungsstellung ist auch erwünscht und erforderlich, da bei zu langem Verschluss durch ablaufendes Hydraulikmittel in dem zweiten Leitungsabschnitt 48 der Druck wieder unterschritten werden könnte, bei welchem das Rücklaufventil 21 schließt. Im Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Beaufschlagung des Stellmagneten 47 zeitgesteuert ist. Wenn also eine Schließung des Absperrmittels, konkret hier des Absperrkolbens 46, ausgelöst wird, kann vorgesehen sein, dass die hierzu erforderliche Beaufschlagung des Stellmagneten 47 für einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise auch hier im Bereich von Millisekunden bis Zehntelsekunden, gegeben ist. Wenn, wie weiter beispielsweise und schon angesprochen, die genannte Kraft, die auf den Absperrkolben 46 wirkt, entsprechend gering eingestellt ist, kann ungeachtet noch gegebener Beaufschlagung des Stellmagneten 47 der Absperrkolben 46 durch die genannte Druckdifferenz auch bereits wieder in eine Öffnungsstellung bewegt werden. Die Öffnungskraft, die auf den Absperrkolben wirkt, ist natürlich auch abhängig von der Fläche, welche der Absperrkolben an dem Übergang von dem ersten zu dem zweiten Leitungsabschnitt 48 absperrt. Dies ist entsprechend auch so gewählt, dass sich beispielsweise selbsttätig, ungeachtet einer Beaufschlagung des Stellmagneten 47, die genannte Öffnung einstellt.
Die Druckerhöhung an dem Rücklaufventil 21 durch das Absperren der Rücklaufleitung 20 mittels des Absperrmittels 45 kann initialartig wirken. Mit Anheben des Rücklaufventils 21 und anschließender Verlagerung des Absperrmittels 45 in die Ventiloffenstellung wirkt der durch das Rücklaufen des Bewegungsteiles 4 vorherrschende Druck auf das Rücklaufventil 21.
Liste der Bezugszeichen

1: hydraulisches Hand-Pressgerät
2: Handgriff
3: Akkumulator
4: Hydrauliktank
5: Pumpe
6: Hydraulikzylinder
7: Hydraulikkolben
8: Rückstellfeder
9: bewegliche Pressbacke
10: feststehende Pressbacke
11: Elektromotor
12: Pressraum
13: Pressling
14: Datenverarbeitungseinrichtung
15: Sensor
16: Sensor
17: Schalter
18: Schneidling
19: Steuereinrichtung
20: Rücklaufleitung
21: Rücklaufventil
22: Andruckfeder
23: Einschraubteil
24: Gewinde
25: Durchflussbohrung
26: Ventilnadel
27: Unterfläche
28: Rücklaufventil-Kolben
29: Feder
30: Ventil-Raum
31: Ablauföffnung
32: Axialbohrung
33: Druckerhöhungskolben
34: Leitung
35: Hydraulikmittel-Zylinder
36: Stellmagnet
37: Rückstellfeder
38: Bohrungen
39: Leitungsabschnitt
40: Aufnahme
41: Kolbenschaft
42: Raum
43: Betätigungskolben
44: Leitungsabschnitt
45: Absperrmittel
46: Absperrkolben
47: Stellmagnet
48: Leitungsabschnitt
49: Rückstellfeder
50: Rückschlagventil
51: Einstelleinrichtung
52: Taste
53: Hydraulikmittel-Vorratsraum
A: Punkt
B: Punkt
C: Punkt
H: Stufenhöhe
L1: Linie
L1': Linie
S: Steigung
S': Steigung
S1: Steigung
S1': Steigung
S2: Steigung
S2': Steigung
h: Stufenhöhe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2017/129385 A1 [0003, 0018]
US 2019/0030698 A1 [0003, 0018, 0042]
WO 2016/0058381 A1 [0003]
US 2017/0087709 A1 [0003]
WO 2018/001691 A1 [0004]
US 2020/0147772 A1 [0004, 0019]
WO 2018/0016911 [0019]
US 2011/0247506 A1 [0024]
DE 102015102806 A1 [0043]
US 2018/0236649 A1 [0043]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines motorisch betätigten Arbeitsgerätes mit einer hydraulischen Kolben-/Zylinderanordnung, in der sich ein Hydraulikmittel befindet, wobei ein Arbeitsvorgang durchgeführt wird und ein bestimmter Arbeitsvorgang einen Anstieg einer aufgebrachten Kraft auf eine bestimmte Arbeitskraft erfordert, wobei weiter zur Aufbringung der Kraft das Hydraulikmittel genutzt wird und nach Erreichen der bestimmten Arbeitskraft der Arbeitsvorgang keine höhere Kraft mehr erfordert, wobei weiter das Arbeitsgerät einen Anstieg der Kraft auf eine die bestimmte Arbeitskraft übersteigende allgemeine Arbeitskraft ermöglicht, wobei das Erreichen der bestimmten Arbeitskraft eine charakteristische Änderung eines Druckanstiegs in dem Hydraulikmittel zur Folge hat, wobei weiter eine Einrichtung zur Überwachung des Druckanstiegs vorgesehen ist und wobei darüber hinaus das Erreichen der charakteristischen Änderung als Signal zur Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges nach Erreichen der bestimmten Arbeitskraft, aber vor Erreichen der allgemeinen Arbeitskraft, genutzt wird, wobei weiter die Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges mit einer Abschaltung des zur Druckerhöhung in dem Hydraulikmittel genutzten Motors (11) einhergeht und mit einer Öffnung eines Rücklaufventils (21), um das Hydraulikmittel für einen weiteren Arbeitsvorgang wieder in einen Vorratsbehälter des Arbeitsgerätes strömen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der charakteristischen Änderung zunächst das Rücklaufventil (21) geöffnet wird und ein sich zufolge der Öffnung des Rücklaufventils (21) einstellender Druckabfall in dem Hydraulikmittel als Signal zum Abschalten des Motors (11) genutzt wird.
Motorisch betätigbares Arbeitsgerät, mit einem Motor (11), zur Durchführung eines Arbeitsvorganges, mit einer Kolben-/Zylinderanordnung, in der sich ein Hydraulikmittel befindet, bei welchem weiter ein bestimmter Arbeitsvorgang einen Anstieg einer aufgebrachten Kraft auf eine bestimmte Arbeitskraft erfordert, nach deren Erreichen der bestimmte Arbeitsvorgang keine höhere Kraft mehr erfordert, wobei weiter zur Aufbringung der Kraft das Hydraulikmittel genutzt wird, wobei weiter das Arbeitsgerät einen Anstieg der Kraft auf eine die bestimmte Arbeitskraft übersteigende allgemeine Arbeitskraft ermöglicht, wobei das Erreichen der bestimmten Arbeitskraft eine charakteristische Änderung des Druckanstiegs in dem Hydraulikmittel zur Folge hat, wobei weiter eine Einrichtung zur Überwachung des Druckanstieg vorgesehen ist und wobei darüber hinaus eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche das Erreichen der charakteristischen Änderung als Signal zur Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges nach Erreichen der bestimmten Arbeitskraft, aber vor Erreichen der allgemeinen Arbeitskraft, nutzt, wobei weiter die Steuerungseinrichtung bei der Beendigung des bestimmten Arbeitsvorganges eine Abschaltung des zur Druckerhöhung in dem Hydraulikmittel genutzten Motors (11) und eine Öffnung eines Rücklaufventils (21) bewirkt, um das Hydraulikmittel für einen weiteren Arbeitsvorgang wieder in einen Vorratsbehälter des Arbeitsgerätes strömen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung so eingerichtet ist, dass bei Erreichen der charakteristischen Änderung zunächst eine Öffnung des Rücklaufventils (21) erfolgt und aufgrund eines sich zufolge der Öffnung des Rücklaufventils (21) einstellenden Druckabfalls in dem Hydraulikmittel ein Abschalten des Motors (11) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät zur Durchführung des Arbeitsvorganges gegeneinander verschwenkbare Arbeitsbacken (9, 10) aufweist, die in einem Halterungsteil des Arbeitsgerätes gehaltert sind, dass die Arbeitsbacken zwischen einer Öffnungsstellung und einer Verschlussstellung bewegbar sind, dass die Verschlussstellung aufgrund einer Relativstellung der Arbeitsbacken zu dem Halterungsteil erfassbar ist und dass die Erfassung der Verschlussstellung der Arbeitsbacken als Signal zu einem Abschalten des Motors und/oder einem Öffnen des Rücklaufventils (21) genutzt wird.
Arbeitsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät zur Durchführung des Arbeitsvorganges gegeneinander verschwenkbare Arbeitsbacken (9, 10) aufweist, die in einem Halterungsteil des Arbeitsgerätes gehaltert sind, dass die Arbeitsbacken zwischen einer Öffnungsstellung und einer Verschlussstellung bewegbar sind, dass die Verschlussstellung aufgrund einer Relativstellung der Arbeitsbacken zu dem Halterungsteil erfassbar ist und dass die Erfassung der Verschlussstellung der Arbeitsbacken als Signal zu einem Abschalten des Motors (11) und/oder einem Öffnen des Rücklaufventils (21) nutzbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Öffnung des Rücklaufventils (21) ein (zweiter) Leitungsabschnitt (44), der sich, in einer Strömungsrichtung im Hinblick auf zurücklaufendes Hydraulikmittel betrachtet, vor dem Rücklaufventil (21) befindet, abgesperrt wird und dass in dem abgesperrten Leitungsabschnitt (44) durch den weiterlaufenden Motor (11) eine zur Öffnung des Rücklaufventils (21) führende Druckerhöhung vorgenommen wird.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Öffnung des Rücklaufventils (21) ein (zweiter) Leitungsabschnitt (44), der sich, in einer Strömungsrichtung im Hinblick auf zurücklaufendes Hydraulikmittel betrachtet, vor dem Rücklaufventil (21) befindet, absperrbar ist und dass in dem abgesperrten Leitungsabschnitt (44) durch den weiterlaufenden Motor (11) eine zur Öffnung des Rücklaufventils (21) führende Druckerhöhung vornehmbar ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrmittel (45) in eine Öffnungsstellung vorgespannt wird.
Arbeitsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrmittel (45) in eine Öffnungsstellung vorgespannt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrmittel (45) aus einem magnetbetätigbaren Verschlussmittel besteht.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrmittel (45) aus einem magnetbetätigbaren Verschlussmittel besteht.