DE102022134975B3

DE102022134975B3 - Antriebseinheit für ein Pressgerät

Info

Publication number: DE102022134975B3
Application number: DE102022134975.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Bungter
Original assignee: Novopress GmbH Pressen und Presswerkzeuge and Co KG
Current assignee: Novopress GmbH Pressen und Presswerkzeuge and Co KG
Priority date: 2022-12-29
Filing date: 2022-12-29
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2042-12-30
Also published as: WO2024141210A1

Abstract

Antriebseinheit für ein Pressgerät mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Antrieb, einem durch den Antrieb von einer Anschlagsstellung in eine Pressstellung verfahrbaren Kolben zur Übertragung der Kraft von dem Antrieb auf ein mit der Antriebseinheit verbindbaren Presswerkzeugs, und einem Verbindungselement, welches mit dem Gehäuse verbunden ist und eine Aufnahme aufweist zur Verbindung mit einem Presswerkzeug, wobei das Verbindungselement in mindestens einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung arretierbar ist, wobei ein Abstand zwischen der Anschlagstellung des Kolbens und der Aufnahme in der ersten Stellung und in der zweiten Stellung verschieden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Pressgerät sowie ein Pressgerät.
Bekannte Pressgeräte zur Verpressung von Pressfittings oder dergleichen weisen eine Antriebseinheit mit einem elektrischen oder elektrohydraulischen Antrieb auf. Mit der Antriebseinheit ist ein Presswerkzeug verbunden, wobei das Presswerkzeug Pressbacken aufweist, die um jeweilige Schwenkachsen verschwenkbar sind. Durch den Antrieb wird ein verfahrbarer Kolben bewegt zur Übertragung der Kraft von dem Antrieb auf die Pressbacken des Presswerkzeugs. Hierbei werden durch die Bewegung des Kolbens erste Enden der Pressbacken des Presswerkzeugs auseinander gedrückt, so dass die Pressbacken um die Schwenkachse verschenkt werden und zweite Enden der Pressbacken aufeinander zu bewegt werden zur Erzeugung der Presskraft.
Dabei kann es erforderlich sein bei der Verwendung unterschiedliche Presswerkzeuge den benutzten Kolbenhub anzupassen zur Erzeugung eines unterschiedlichen Presshubes oder Pressenergie für die jeweiligen Presswerkzeuge.
EP 1 979 110 B1 schlägt vor die Anschlagstellung des Kolbens beim Rücklauf des Kolbens entsprechend anzupassen zur Erreichung unterschiedlicher Endstellungen des Kolbens beim Kolbenrücklauf. Hierdurch ändert sich die Startposition des Kolbens bei der nächsten Verpressung, sodass über die Veränderung der Endstellung bzw. des Kolbenanschlags ein unterschiedlicher Verfahrweg des Kolbens erreicht werden kann. EP 1 979 110 B1 weist jedoch hierbei den Nachteil auf, dass bei einem veränderten Kolbenanschlag die Rückholfeder des Kolbens sich auch bei Nicht-Benutzung in einem erhöhten vorgespannten Zustand befindet. Eine Änderung des Verfahrwegs ist in der EP 1 979 110 B1 nur bei Durchführung eines Pressvorgangs möglich. Es muss als der Kolben über die Position des neuen Kolbenanschlags hinausbewegt werden. Eine Verstellung des Verpresswegs ist somit umständlich und zeitaufwändig. Gleichzeitig richtet sich die Länge der Antriebseinheit nach dem maximalen Verfahrweg, da lediglich die Endstellung des Kolbenanschlags angepasst wird. Dies führt zu einer übermäßig langen Antriebseinheit, welche unhandlich ist und somit für den Benutzer umständlich in der Bedienung.
DE 100 29 761 C1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrpressverbindung.
DE 20 2010 017 206 U1 beschreibt ein hydraulisch angetriebenes Handwerkzeug.
US 2013/0 264 085 A1 beschreibt ein hydraulisches, wie z. B. einem Crimp- oder Schneidwerkzeug, wobei die Austauschbarkeit der Köpfe und der Antriebseinheiten durch die Verbindung eines Zylinders der Antriebseinheit mit einer Aufnahme am Kopf ermöglicht wird.
EP 3 424 645 A1 beschreibt eine Kupplung zur Verbindung eines Werkzeugwechselkopfes mit einem Maschinenteil eines Pressgeräts.
WO 2019/108 539 A1 und US 2022/0 176 538 A1 beschreiben ein elektrisches Pressgerät mit einem austauschbaren Werkzeugkopf.
DE 10 2021 112 976 A1 beschreibt ein Set mit einer Antriebsvorrichtung und wenigstens zwei daran alternativ anschließbaren Presszangen mit unterschiedlicher Maulweite.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Antriebseinheit für ein Pressgerät zu schaffen, bei dem der Kolbenhub bzw. Verpressweg zur Betätigung des Presswerkzeugs auf einfacher Weise angepasst werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebseinheit gemäß Anspruch 1 sowie ein Pressgerät gemäß Anspruch 10.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit für ein Pressgerät weist ein Gehäuse auf und ein in dem Gehäuse angeordneten Antrieb. Dabei kann es sich bei dem Antrieb um einen elektrischen Antrieb oder einen elektrohydraulischen Antrieb handeln. Weiterhin ist ein Kolben vorgesehen, der durch den Antrieb von einer Anschlagstellung in eine Pressstellung verfahrbar ist zur Übertragung der Kraft von dem Antrieb auf ein mit der Antriebseinheit verbindbares Presswerkzeug. Hierbei kann der Kolben Gleitelemente oder Rollelemente aufweisen, welche in Kontakt gelangen mit Kontaktflächen des Presswerkzeugs und an den Kontaktflächen des Presswerkzeug entlang bewegt werden zur Übertragung der Kraft. Weiterhin kann der Kolben verbunden sein mit einer Rückholfeder, sodass nach der Verpressung und beispielsweise nach Abschalten des Antriebs der Kolben von der Pressstellung in eine Anschlagstellung bzw. Endstellung zurückverfahren wird auf Grund der Rückholfeder. Sodann kann eine neue Verpressung erfolgen, bei der der Kolben erneut von derselben Anschlagstellung in die Pressstellung verfahren wird.
Erfindungsgemäß weist die Antriebseinheit ein mit dem Gehäuse verbundenes Verbindungselement auf. Das Verbindungselement weist eine Aufnahme auf zur Aufnahme bzw. Verbindung mit einem Presswerkzeug. Somit ist das Presswerkzeug im verbundenen Zustand mit der Antriebseinheit durch die Aufnahme des Verbindungselements mit dem Verbindungselement und sodann mit dem Gehäuse der Antriebseinheit verbunden. Insbesondere ist die relative Position zwischen dem Presswerkzeug und dem Verbindungselement durch die Aufnahme festgelegt und unveränderlich. Das Verbindungselement ist in mindestens einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung arretierbar, wobei ein Abstand zwischen der Anschlagstellung des Kolbens und der Aufnahme in der ersten Stellung und in der zweiten Stellung verschieden ist. Somit unterscheidet sich der relative Abstand zwischen der Aufnahme des Verbindungselements und der Antriebseinheit bzw. der Anschlagstellung des Kolbens in der ersten Stellung und der zweiten Stellung. Hierdurch kann auf einfache Weise der effektive Verfahrweg des Kolbens verändert werden. Ist beispielsweise in der ersten Stellung der relative Abstand zwischen der Aufnahme und der Anschlagstellung des Kolbens kleiner als in der zweiten Stellung, kann in der ersten Stellung ein kürzerer Verfahrweg des Kolbens erreicht werden, wodurch ein kürzerer Verpressweg oder eine kleinere Verpressenergie erreicht werden kann als in der zweiten Stellung. Dagegen kann in der zweiten Stellung ein Presswerkzeug verwendet werden, für das höhere Pressenergien erforderlich sind. Durch die Veränderung der Position des Verbindungselements in der ersten Stellung und in der zweiten Stellung ohne Veränderung der Anschlagstellung des Kolbens, ist die Rückholfeder stets gleich vorgespannt. Die Änderung der Stellung des Verbindungselements erfolgt stets in einem kräftefreien Zustand, wenn der Kolben in der Anschlagstellung ist, beispielsweise bei abgeschaltetem Antrieb. Gleichzeitig kann jedoch für den Transport oder das Handling der Antriebseinheit das Verbindungselement in die zweite Stellung gebracht werden, wodurch sich die Gesamtlänge der Antriebseinheit reduziert.
Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung mindestens 20 mm, bevorzugt mindestens 40 mm, besonders bevorzugt mindestens 60 mm. So kann die Aufnahme in der ersten Stellung mindestens 20 mm, bevorzugt mindestens 40 mm und besonders bevorzugt mindestens 60 mm weiter entfernt sein von der Anschlagstellung des Kolbens als in der zweiten Stellung.
Vorzugsweise beträgt der maximale Verfahrweg, also der Abstand zwischen der Anschlagstellung des Kolbens und der Pressstellung des Kolbens, 60mm oder mehr, insbesondere 80mm oder mehr und bevorzugt 100mm oder mehr.
Vorzugsweise ist das Verbindungselement teleskopierbar mit dem Gehäuse verbunden. Hierbei ist das Verbindungselement in das Gehäuse einschiebbar bzw. vom Gehäuse im Wesentlichen oder zumindest teilweise umgeben. Alternativ um gibt das Verbindungselement das Gehäuse zumindest teilweise.
Vorzugsweise weist das Verbindungselement ein erster Arretierungsvorrichtung und/oder eine zweite Arretierungsvorrichtung auf zur Arretierung des Verbindungselement in der ersten Stellung bzw. der zweiten Stellung. Hierbei kann die erste Arretierungsvorrichtung ebenfalls verwendet werden, um das Verbindungselement in der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu arretieren, sodass eine gemeinsame Arretierungsvorrichtung für die erste Stellung und die zweite Stellung vorgesehen ist. Vorzugweise kann es sich bei der ersten Arretierungsvorrichtung und/oder der zweiten Arretierungsvorrichtung, um einen Festanschlag handeln zwischen dem Verbindungselementelement und dem Gehäuse der Antriebseinheit.
Vorzugsweise sind die erste Arretierungsvorrichtung und die zweite Arretierungsvorrichtung gleich oder unterschiedlich ausgebildet.
Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten Arretierungsvorrichtung und/oder der zweiten Arretierungsvorrichtung um einen insbesondere federvorgespannten Rastelement. Insbesondere ist dabei das Rastelement ausgebildet als Sicherungsstift, Rastkugel oder in Form eines Bajonettverschlusses. Hierbei kann das Rastelement beispielsweise an dem Verbindungselement vorgesehen sein und in entsprechende Ausnehmungen des Gehäuses der Antriebseinheit eingeführt werden zur Arretierung des Verbindungselements in der ersten Stellung und/oder zweiten Stellung. Insbesondere ist das Rastelement formschlüssig von den Ausnehmungen aufgenommen. Selbstverständlich kann das Rastelement auch mit dem Gehäuse verbunden sein und in entsprechende Ausnehmungen des Verbindungselementes eingeführt werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten Arretierungsvorrichtung und/oder bei der zweiten Arretierungsvorrichtung um einen Reibschluss. Insbesondere kann der Reibschluss erzeugt werden durch einen Klemmkonus. Somit kann beispielsweise durch den Reibschluss bei einer Kraft durch das Verfahren des Kolbens in axialer Richtung eine Klemmkraft erzeugt werden, insbesondere durch Auseinanderdrücken des Klemmkonus, sodass das Verbindungselement in der entsprechenden Stellung arretiert wird. Nach Erreichen der Pressstellung des Kolbens und Rückfahren des Kolbens in die Anschlagstellung, ist der Reibschluss lösbar und das Verbindungselement kann von seiner ersten Stellung in die zweite Stellung oder andersherum angepasst werden.
Vorzugsweise sind mehr als zwei Stellungen und insbesondere eine kontinuierliche Verstellung des Verbindungselements möglich. Hierdurch kann auf einfacher Weise unterschiedliche Verfahrwege des Kolbens realisiert werden und insbesondere eine kontinuierliche Anpassung des Verfahrwegs des Kolbens an das jeweilige Presswerkzeug erreicht werden.
Vorzugsweise weist das Verbindungselement ein Gewinde auf, wobei die Stellung des Verbindungselements durch das Gewinde veränderbar ist. Somit kann das Verbindungselement in das Gehäuse der Antriebseinheit eingeschraubt werden oder andersherum zur Veränderung des Abstands zwischen der Aufnahme des Verbindungselements und der Anschlagstellung des Kolbens. Insbesondere ist durch ein solches Gewinde eine kontinuierliche Verstellung des Verbindungselements möglich. Insbesondere kann hierbei das Gewinde Rasten aufweisen, welche mit der ersten Stellung und zweiten Stellung korrespondieren, sodass ein Einrasten in die insbesondere als Vertiefung ausgebildeten Rasten erfolgen kann und hierdurch das Verbindungselement in der ersten Stellung oder der zweiten Stellung (oder in weiteren Stellungen) arretiert wird.
Vorzugsweise ist die Anschlagstellung des Kolbens nicht veränderbar. Im Unterschied zu dem Stand der Technik der EP 1 979 110 B1 ist die Anschlagstellung des Kolbens in der vorliegenden Erfindung nicht veränderbar. Während in der EP 1 979 110 B1 die Startposition für das Verfahren des Kolbens verändert wird, um den relativen Abstand zwischen dem Kolben und der Aufnahme anzupassen, wird in der vorliegenden Erfindung die Stellung des Verbindungselementes verändert zur Änderung dieses Abstands.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Pressgerät mit einer Antriebseinheit wie vorstehend beschrieben. Weiterhin weist das Pressgerät ein Presswerkzeug auf, wobei das Presswerkzeug mit der Aufnahme des Verbindungselementes verbunden ist. Insbesondere ist das Presswerkzeug lösbar mit dem Verbindungselement verbunden. Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass das Presswerkzeug fest mit dem Verbindungselement verbunden ist und zusammen mit dem Verbindungselement austauschbar ist. In diesem Fall wäre das Verbindungselement lösbar mit dem Gehäuse der Antriebseinheit verbunden und könnte getauscht werden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine Antriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Schnittdarstellung in einer ersten Stellung,
2 die Antriebseinheit gemäß 1 in einer zweiten Schnittdarstellung und
3 die Antriebseinheit gemäß 1 in einer Schnittdarstellung in einer zweiten Stellung.

Erfindungsgemäße Antriebseinheit 10 weist ein Gehäuse 12 auf. Im dem Gehäuse 12 ist ein Antrieb 22 angeordnet oder ist mit dem Gehäuse 12 verbunden.
Bei dem Antrieb 22 kann es sich um einen elektrischen oder einen elektrohydraulischen Antrieb handeln. Mittels des Antriebs 22 wird ein Kolben 14 entsprechend dem Pfeil 13 von einer Anschlagstellung gezeigt in den 1, 2 und 3 in eine Pressstellung verfahren. Hierbei weist der Kolben 14 an einem Ende Rollen 16 auf, welche in Kontakt gelangen mit Kontaktflächen eines Presswerkzeugs (nicht dargestellt) und somit die Pressbacken des Presswerkzeugs auseinander drücken. Die Pressbacken sind jeweils über einen Drehpunkt bzw. eine Schenkachse verschwenkbar, sodass das den Kontaktflächen gegenüberliegende Ende der Pressbacken zusammengepresst wird und hierdurch die Kraft des Antriebs 22 über den Kolben 14 auf die Pressbacken übertragen wird zur Verpressung eines Pressfittings oder eines Werkstücks. Nach Durchführen der Verpressung wird der Antrieb 22 abgeschaltet und mittels einer Rückholfeder 15 der Kolben 14 von der Pressstellung in die Anschlagstellung zurückverfahren.
Mit dem Gehäuse 12 ist ein Verbindungselement 18 verbunden. Wie in den Figuren dargestellt umgibt das Verbindungselement 18 das Gehäuse 12 teilweise und ist im Beispiel der Figuren teleskopierbar mit dem Gehäuse 12 verbunden. Selbstverständlich kann dies auch andersherum ausgeführt sein, sodass das Gehäuse 12 das Verbindungselement 18 zumindest teilweise umgibt. Das Verbindungselement 18 weist eine Aufnahme 20 auf, welche in den Beispielen der Figuren als Bolzen ausgebildet ist. Mittels dem Bolzen ist ein Presswerkzeug mit der Antriebseinheit 10 lösbar verbunden. Somit können unterschiedliche Presswerkzeuge mit der Antriebseinheit 10 verbunden werden.
Erfindungsgemäß kann das Verbindungselement 18 in einer ersten Stellung, gezeigt in den 1 und 2, und einer zweiten Stellung, gezeigt in der 3, arretiert werden. In der ersten Stellung ist der Abstand des Kolbens in der Anschlagstellung zur Aufnahme 20 mit L₁ bezeichnet. In der zweiten Stellung ist der Abstand zwischen der Anschlagstellung des Kolbens 14 und der Aufnahme 20 mit L₂ bezeichnet. Hierbei ist L₁ kleiner als L₂. Hierbei bezeichnen L₁ und L₂ die maximalen Verfahrwege/Verpresswege für die erste Stellung des Verbindungselements und für die zweite Stellung des Verbindungselements. L₁ kann beispielsweise 20mm bis 80mm betragen und bevorzugt 40mm bis 60mm, wobei L₂ beispielsweise 40mm bis 120mm und bevorzugt 60mm bis 100mm betragen kann. Somit kann der relative Abstand der Aufnahme 20 von der Anschlagstellung des Kolbens 14 angepasst werden. Hierdurch verändert sich der maximal mögliche Verfahrweg des Kolbens 14, wodurch die auf die Pressbacken übertragene Kraft und/oder der Verpressweg, welche durch die Pressbacken bei der Verpressung zurückgelegt wird, angepasst werden. Die Antriebseinheit 10 kann somit mit unterschiedlichen Presswerkzeugen verbunden werden, wobei eine Anpassung der jeweiligen Verpressparameter möglich ist. Wie in den 1, 2 und 3 gezeigt ist dabei die Endstellung des Kolbens 14 stets gleich. Im Unterschied zum Stand der Technik wird somit bei der vorliegenden Erfindung nicht die Anschlagstellung des Kolbens verändert. Vielmehr wird der Abstand zwischen der Aufnahme 20 und der Anschlagstellung des Kolbens 14 durch eine Veränderung der Stellung des Verbindungselements 18 erreicht.
Erfindungsgemäß weist hierzu das Gehäuse 12 erste Ausnehmungen 24 und zweite Ausnehmungen 24' auf. Weiterhin weist das Verbindungselement Arretierungsvorrichtungen 26 auf, welche als Sicherungsstift ausgebildet sind. Dabei kann das Verbindungselement 18 in der ersten Stellung arretiert werden durch Einführen des Sicherungsstifts in die Ausnehmungen 24'. Zur Veränderung der Stellung des Verbindungselementes 18 können die Sicherungsstifte der Arretierungsvorrichtung 26 insbesondere entgegen einer Federbelastung aus den Ausnehmungen 24' herausgezogen werden, sodann die Position des Verbindungselements 18 relativ zu dem Gehäuse 12 verändert werden und die Sicherungsstifte in die Ausnehmungen 24 eingeführt werden zur Arretierung des Verbindungselements in der zweiten Stellung. In den Figuren sind zwei Sicherungsstifte als Arretierungsvorrichtung dargestellt. Die Anzahl der Sicherungsstifte ist jedoch nicht beschränkt hierauf. Somit kann auch lediglich ein Sicherungsstift oder mehr als zwei Sicherungsstifte als Arretierungsvorrichtung 26 vorgesehen sein.
Auch wenn in den Figuren lediglich zwei Stellungen gezeigt sind, können weitere Stellungen vorgesehen sein durch Hinzufügung weiterer Ausnehmungen in dem dargestellten Beispiel. Auch wenn das Beispiel der Figuren die Arretierungsvorrichtung als Sicherungsstifte darstellt, können andere Arretierungen, wie beispielsweise einen Reibschluss, eine Schraubverbindung, oder dergleichen, herangezogen werden, um das Verbindungselement 18 in den jeweiligen Stellungen zu arretieren.
Dadurch, dass nicht der Endanschlag des Kolbens 14 angepasst wird, sondern die Stellung des Verbindungselementes 18 kann die Gesamtlänge H₁ der Antriebseinheit 10 beispielsweise für den Transport oder das Handling stets in die erste Stellung gebracht werden. Hierdurch hat die Antriebseinheit eine Gesamtlänge H₁, welche kleiner ist als eine Gesamtlänge H₂ in der zweiten Stellung des Verbindungselementes 18.

Claims

Antriebseinheit (10) für ein Pressgerät mit einem Gehäuse (12), einem in dem Gehäuse (12) angeordneten Antrieb (22), einem Verbindungselement (18), welches mit dem Gehäuse (12) verbunden ist und eine Aufnahme (20) aufweist zur Verbindung mit einem Presswerkzeug, einem durch den Antrieb (22) von einer Anschlagsstellung in eine Pressstellung verfahrbaren Kolben (14) zur Übertragung der Kraft von dem Antrieb (22) auf das Presswerkzeug, und wobei das Verbindungselement (18) in mindestens einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung arretierbar ist, wobei ein Abstand zwischen der Anschlagstellung des Kolbens (14) und der Aufnahme (20) in der ersten Stellung und in der zweiten Stellung verschieden ist.
Antriebseinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung mindestens 20mm und bevorzugt mindestens 40mm beträgt.
Antriebseinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (18) eine erste Arretierungsvorrichtung (26) und/oder eine zweite Arretierungsvorrichtung aufweist zur Arretierung des Verbindungselements (18) in der ersten Stellung bzw. der zweiten Stellung.
Antriebseinheit (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Arretierungsvorrichtung (26) und die zweite Arretierungsvorrichtung gleich oder unterschiedlich ausgebildet sind.
Antriebseinheit (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der ersten Arretierungsvorrichtung (26) und/oder der zweiten Arretierungsvorrichtung um einen insbesondere federvorgespannten Sicherungsstift handelt.
Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der ersten Arretierungsvorrichtung (26) und/oder bei der zweiten Arretierungsvorrichtung um einen Reibschluss handelt, insbesondere um einen Klemmkonus.
Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mehr als zwei Stellungen und insbesondere eine kontinuierliche Verstellung des Verbindungselements (18).
Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (18) ein Gewinde aufweist, wobei die Stellung des Verbindungselements (18) durch das Gewinde veränderbar ist.
Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagstellung des Kolbens (14) nicht veränderbar ist.
Pressgerät mit einer Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und einem Presswerkzeug, wobei das Presswerkzeug mit der Aufnahme (20) des Verbindungselements (18) verbunden ist.