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Die
Erfindung betrifft ein handhabbares Arbeitsgerät, insbesondere Preßgerät, mit einem
Werkzeug, insbesondere einem Preßwerkzeug, einem Elektromotor
für den
Antrieb des Werkzeugs, einer insbesondere wiederaufladbaren Batterie
für die
Energieversorgung des Elektromotors sowie mit einer Steuereinrichtung,
die ein Spannungsvergleichsglied aufweist, das einen Spannungsvergleich
zwischen der aktuellen Batteriespannung und einer Grenzspannung
vornimmt, wobei die Steuereinrichtung ein Aufmerksamkeitszeichen
erzeugt und/oder die Aktivierung des Elektromotors im Sinne einer
Schonung der Batterie einschränkt,
wenn beim Spannungsvergleich die aktuelle Batteriespannung gleich
der Grenzspannung ist oder unter dieser liegt.
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Für Montagezwecke
oder auch für
Bearbeitungszwecke sind handhabbare Arbeitsgeräte bekannt, die im wesentlichen
aus einem Werkzeug und einem Elektromotor für den Antrieb des Werkzeugs bestehen.
So werden zum Verbinden von Rohren Preßgeräte verwendet, mittels denen
ein Preßfitting, das
zwecks Herstellung der Rohrverbindung über die Rohr enden geschoben
ist, radial zusammengepreßt wird.
Solche Preßgeräte sind
beispielsweise aus der EP-A-O 627 273 bekannt. Auch zur Montage
von Kabelschuhen an Kabelenden werden handhabbare Preßgeräte grundsätzlich gleicher
Bauart verwendet, wie dies beispielsweise aus der EP-A 0 676 835 zu ersehen
ist. Der Elektromotor muß nicht
direkt auf das Werkzeug einwirken. Seine Energie kann auch in einen
Hydraulikantrieb umgewandelt werden, der dann auf das Werkzeug einwirkt.
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Wie
die EP-A-O 676 835 ferner zeigt, kann die Energieversorgung des
Elektromotors auch über eine
austauschbare und auch wiederaufladbare Batterie (Akkumulator) erfolgen,
so daß das
Arbeitsgerät auch
dort einsetzbar ist, wo keine elektrische Stromversorgung besteht.
Bei solchen batteriegetriebenen Geräten ist es wichtig zu wissen,
ob der in der Batterie noch zur Verfügung stehende Energieinhalt
ausreicht, um einen weiteren Arbeitsgang, bei einem Preßwerkzeug
einen weiteren Preßzyklus,
durchzuführen.
Bei modernen Batterien auf Basis Nickel-Cadmium oder Nickel-Metall-Hydrid
ist der Restenergieinhalt kaum zu beobachten, da diese Batterien
eine Kennlinie mit nahezu konstantem Spannungsverlauf über längere Zeit
haben, wobei die Spannung erst zum Ende hin relativ steil abfällt. Dies kann
dazu führen,
daß ein
Arbeitszyklus noch völlig normal
abläuft,
während
der darauffolgende Arbeitszyklus nicht mehr zu Ende geführt werden
kann, weil die Batterie entladen ist.
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In
der EP-A-O 676 835 ist vorgeschlagen, das Arbeitsgerät – in diesem
Fall ein Kabelschuhpreßgerät – mit einer
Spannungsmeßeinrichtung
zur Erfassung der jeweiligen Batteriespannung und einem Spannungsvergleichsglied
mit wenigstens einem Speicher für
wenigstens eine Grenzspannung zu versehen. Das Spannungsvergleichsglied
wird vor Einschalten des Elektromotors aktiviert und nimmt einen
Spannungsvergleich zwischen der aktuellen Batteriespannung und der
Grenzspannung vor. Stellt sich bei dem Spannungsvergleich heraus,
daß die aktuelle
Batteriespannung gleich der Grenzspannung ist oder unter dieser
liegt, wird der Elektromotor nicht gestartet. Gleichzeitig erfolgt
eine optische Anzeige. Die EP-A-O 676 835 enthält keine Angaben darüber, wie
die Batteriespannung gemessen wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsgerät der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß Arbeitszyklen nur noch dann
gestartet werden, wenn für
den jeweiligen Arbeitszyklus noch hinreichend Batteriekapazität vorhanden
ist.
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Diese
Aufgabe wir erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Steuereinrichtung ein Intervallglied mit wenigstens einem eingespeicherten
Intervall aufweist und daß ein
Lastglied vorhanden ist, über
das die Batterie mit einem Lastzyklus beaufschlagbar ist, der einen
Spannungsverlauf mit sich ändernder
Batteriespannung erzeugt, wobei das Intervallglied nach Einschalten
des Lastgliedes wenigstens einmal aktiviert wird und der Spannungsvergleich
innerhalb des Intervalls vorgenommen wird.
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Grundgedanke
der Erfindung ist es folglich, die Batterie mit einem Lastzyklus
zu beaufschlagen, der einen Spannungsverlauf mit sich ändernder
Batteriespannung erzeugt und dann innerhalb zumindest eines Intervalls
mit einem charakteristischen Spannungsverlauf den Spannungsvergleich
vorzunehmen. Bleibt die Spannung innerhalb des Intervalls unterhalb
einer Grenzspannung, erfolgt ein Aufmerksamkeitszeichen, beispielsweise
ein elektrischer oder akustischer Alarm und/oder es wird die Aktivierung
des Elektromotors begrenzt oder der Elektromotor sofort gesperrt,
so daß keine
vollständige
Entladung der Batterie erfolgt.
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Das
Lastglied kann der Elektromotor selbst sein, d.h. in diesem Fall
wird der Elektromotor eingeschaltet, und innerhalb wenigstens eines
Intervalls mit einem charakteristischen Spannungsverlauf wird der
Spannungsvergleich vorgenommen. Statt dessen kann das Lastglied
auch ein verstellbarer Widerstand in Form eines Potentiometers sein,
mit dem der Lastzyklus erzeugt wird. Diese Version ist dann zweckmäßig, wenn
die Batterie von dem Arbeitsgerät getrennt
und nur über
ein Kabel mit ihm verbunden ist. In diesem Fall kann der Ladezustand
der Batterie unabhängig
vom Arbeitsgerät
und damit auch ohne Verbindung zu diesem überprüft werden, wenn die entsprechende
Schaltung in dem Gehäuse
für die Batterie
angeordnet wird, Beide Schaltungsarten können jedoch auch miteinander
kom biniert werden, indem der Widerstand elektrisch parallel zu dem Elektromotor
angeordnet wird und über
einen Wechselschalter wahlweise der Widerstand oder der Elektromotor
als Lastglied zugeschaltet wird.
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In
besonders zweckmäßiger Ausgestaltung der
Erfindung ist vorgeschlagen, daß das
Spannungsvergleichsglied als analoger Komparator ausgebildet ist,
an dem einerseits die Batteriespannung und anderseits die Grenzspannung
anliegen. Die Grenzspannung kann dabei von einer Hilfsbatterie erzeugt
werden. Der Komparator schaltet logisch um, wenn die aktuelle Batteriespannung
die Grenzspannung entweder über-
oder unterschreitet. Die vorbeschriebene Schaltung benötigt keine
Strommessung bzw. strommessungsbestimmenden Teile und zeichnet sich
deshalb durch Einfachheit aus. Im Fall, daß das Lastglied der Elektromotor
selbst ist, wird die Batterie nicht durch den Spannungsvergleich
belastet.
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Das
Intervallglied ist vorzugsweise als Zeitglied ausgebildet. Statt
dessen. kann das Intervall auch auf andere Weise festgelegt werden,
beispielsweise durch Erfassung einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen
des Elektromotors oder dergleichen.
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In
einer Ausführungsform
wird das Intervallglied mit dem Einschalten des Lastgliedes aktiviert, d.h.
das Intervall beginnt mit der Betätigung des Lastgliedes. Alternaitv
dazu besteht auch die Möglichkeit, daß das Spannungsvergleichsglied
nach dem Einschalten des Lastgliedes einen Spannungsvergleich durchführt und
das Intervallglied erst aktiviert wird, wenn festgestellt wird,
daß die
aktuelle Batteriespannung eine zweite Grenzspannung erreicht oder
unter- oder überschreitet.
Dabei sind die erste und die zweite Grenzspannung vorzugsweise gleich.
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Das
Lastglied sollte eine Anlaufphase mit einem Spannungsabfall und
anschließender
Spannungserholung erzeugen, wie dies in den meisten Fällen, insbesondere
bei Preßgeräten der
Fall ist, wenn der Elektromotor das Lastglied ist. Der Spannungsabfall
entsteht dabei durch die hohe Stromaufnahme, die dadurch bedingt
ist, daß die
von dem Elektromotor angetriebenen Teile auf dessen Leerlaufdrehzahl
beschleunigt werden müssen.
In diesem Fall sollte das Intervallglied derart aktiviert werden, daß der Intervall
innerhalb der Anlaufphase liegt.
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Sofern
der Intervall innerhalb einer sehr ausgeprägten Phase einer Spannungsänderung
liegt wie beispielsweise innerhalb der vorbeschriebenen Anlaufphase,
reicht die Aktivierung eines Intervalls aus, um eine sichere Aussage über den
Ladungszustand der Batterie zu erhalten und Gegenmaßnahmen
zu treffen, sollte die Gefahr bestehen, daß die Batterieladung für den aktuellen
oder zukünftigen
Lastzyklus nicht mehr ausreicht. Insoweit kann jedoch eine Verbesserung
dadurch erreicht werden, daß das
Intervallglied innerhalb des Lastzyklus in Abständen mehrfach aktiviert wird,
wobei es zweckmäßig ist, auch
hier das Intervallglied nur in Bereichen des Lastzyklus zu aktivieren,
wo ein Spannungsabfall und eine anschließende Spannungserholung stattfinden.
Alternativ dazu kann jedoch vorgesehen sein, daß die Intervalle zumindest über einen
Teil des Lastzyklus, vorzugsweise über den gesamten Lastzyklus, unmittelbar
aneinander angrenzen, so daß ein
kontinuierlicher Spannungsvergleich im oben genannte Sinne stattfindet.
Beide Versionen sind insbesondere dann sinnvoll, wenn den Intervallen
verschiedene Grenzspannungen zugeordnet sind, so daß der Spannungsverlauf
auch bei stark schwankenden Spannungen verfolgt und ausgewertet
werden kann. Soweit ein Komparator für das Spannungsvergleichsglied
verwendet wird, kann vorgesehen sein, daß an den Komparator verschiedene
Grenzspannungen anliegen, die wechselweise zugeschaltet werden.
Es kann jedoch auch ein Verstellglied vorhanden sein, über das
sich die gelieferte Grenzspannung für jeden Intervall verschieden
einstellen läßt. Es versteht
sich, daß dies
durch eine entsprechende Schaltung vor oder mit Beginn des Intervalls
geschieht.
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Unabhängig davon,
ob nur ein Intervall oder mehrere Intervalle für den Spannungsvergleich aktiviert
werden, ist nach der Erfindung des weiteren vorgesehen, daß die Grenzspannung(en) änderbar
ist bzw. sind, beispielsweise um sie an geänderte Verhältnisse wie Temperatur oder
Alterungszustand der beweglichen Teile des Arbeitsgerätes anzupassen. So
kann eine Temperaturmeßeinrichtung
vorgesehen sein, wobei die dem jeweiligen Intervall zugeordnete
Grenzspannung innerhalb eines Auslegungstemperaturbereichs umso
höher gesetzt
wird und/oder die Länge
des Intervalls bzw. der Intervalle verringert wird, je niedri ger
die Temperatur ist. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, daß der Energieinhalt
einer Batterie bei niedrigen Betriebstemperaturen geringer ist als
bei höheren
Temperaturen. Zusätzlich
sollte vorgesehen sein, daß die
Grenzspannung(en) durch Einwirkung der Temperaturmeßeinrichtung
erhöht
wird bzw. werden, wenn die von der Temperaturmeßeinrichtung erfaßte Temperatur unter-
oder oberhalb des Auslegungstemperaturbereichs liegt. Wenn die Grenzspannung(en)
hoch genug liegt bzw. liegen, wird hierdurch verhindert, daß das Arbeitsgerät bei Temperaturen
in Betrieb genommen werden kann, die für die Batterie schädlich sind. Besonders
zweckmäßig ist
es, wenn die Temperaturmeßeinrichtung
direkt die Temperatur der Batterie mißt, da auf diese Weise auch
schon die Aufheizung der Batterie nach dem Start des Elektromotors
in dem Sinne berücksichtigt
werden kann, daß die Grenzspannung(en)
herabgesetzt wird bzw. werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in einem
Lastzyklus wenigstens eine aktuelle Batteriespannung gespeichert
wird und in einem darauffolgenden Lastzyklus ein Vergleich zwischen
der zuvor gespeicherten Batteriespannung und der aktuellen Batteriespannung
in der gleichen Phase des Lastzyklus' durchgeführt wird, wobei ein höherer Grenzwert
bzw. höhere
Grenzwerte herangezogen wird bzw. werden und/oder die Länge des Intervalls
bzw. der Intervalle verkürzt
wird, wenn die aktuelle Batteriespannung niedriger ist als die gespeicherte.
Auf diese Weise können "schleichende" Veränderungen
insbesondere aufgrund von Alterungsprozessen berücksichtigt wer den, so daß auch in
diesen Fällen
zuverlässig
vermieden wird, daß das Arbeitsgerät in Betrieb
genommen wird, wenn der Ladezustand der Batterie weitere Arbeitszyklen
nicht mehr zuläßt. Vorzugsweise
sollte der Vergleich in einer Phase gleichbleibender Lasterzeugung
durch das Lastglied durchgeführt
werden, da hier die schleichenden Veränderungen am besten feststellbar
sind.
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Nach
der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Werkzeug vom Elektromotor
in die Ausgangslage zurückgestellt
wird, wenn beim Spannungsvergleich die aktuelle Batteriespannung
gleich der Grenzspannung ist oder unter dieser liegt. Auf diese
Weise wird die Restladung der Batterie zum Erreichen der Ausgangsstellung
und damit zum Lösen vom
Werkstück
benutzt. Eine solche Restenergienutzung ist auch dann gegeben, wenn
eine optische oder akustische Anzeige erfolgt. Ferner sollte der Elektromotor
sofort oder nach Zurückstellen
des Werkzeuges in die Ausgangslage abgeschaltet, im letzteren Fall
sogar gesperrt werden, wenn beim Spannungsvergleich die aktuelle
Batteriespannung gleich der Grenzspannung ist oder unter dieser
liegt.
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Alternativ
dazu kann vorgesehen sein, daß der
Lastzyklus zu Ende gefahren wird, wenn beim Spannungsvergleich die
aktuelle Batteriespannung gleich der Grenzspannung ist oder unter
dieser liegt, und der Elektromotor gesperrt wird, bis die Batterie ausgetauscht
ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß der Elektromotor erst nach
einer begrenzten Anzahl von Lastzyklen gesperrt wird, bis die Batterie
ausgetauscht ist.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es
zeigen:
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1 ein
Preßgerät in der
Frontansicht mit Preßfitting
und Rohrende in der Offenstellung;
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2 einen
Querschnitt durch das Preßgerät gemäß 1 in
der Ebene A-A;
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3 eine
Schaltung zur Durchführung
eines Spannungsvergleichs bei dem Preßgerät gemäß den 1 und 2;
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4 eine
Graphik mit dem Spannungsverlauf bei dem Preßgerät gemäß den 1 bis 3 bei
ausreichendem Ladungszustand der Batterie;
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5 eine
Graphik mit dem Spannungsverlauf bei dem Preßgerät gemäß den 1 bis 3 bei
einem nicht mehr ausreichenden Ladungszustand der Batterie;
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6 eine
Graphik mit einem anderen Spannungsverlauf eines Preßgerätes bei
ausreichendem Ladungszustand der Batterie;
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7 eine
Graphik mit einem Spannungsverlauf bei diesem Preßgerät bei nicht
mehr ausreichenden Ladungszustand der Batterie;
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8 eine
kombinierte Graphik mit einem Spannungs- und Stromverlauf bei nicht
ausreichendem Ladungszustand der Batterie.
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Das
in den 1 und 2 dargestellte Preßgerät weist
zwei T-förmige
Lagerplatten 2, 3 auf, die – in der Frontansicht gemäß 1 gesehen – genau
hintereinander angeordnet sind. Im unteren Teil werden die Lagerplatten 2, 3 durch
einen Verbindungsbolzen 4 durchsetzt. Auf diesem Verbindungsbolzen 4 sind
von beiden Seiten Tragplatten 5, 6 aufgesetzt
(die vordere ist in 1 weggelassen), welche zum insgesamt
mit 7 bezeichneten Antrieb gehören. Sie sind nur mit ihrem
oberen Bereich dargestellt. An ihren unteren Enden ist ein Elektromotor
angeordnet, der eine Spindel antreibt. Das obere Ende der Spindel
ist mit einem obenseitig gabelförmig
ausgebildeten Antriebskopf 8 versehen. Innerhalb des Antriebskopfs 8 sind
nebeneinander zwei Antriebsrollen 9, 10 um eine horizontale
Achse frei drehbar gelagert. Mit Hilfe des Elektromotors kann der
Antriebskopf 8 vertikal hin- und herbewegt werden. Der Verbindungsbolzen 4 ist
herausnehmbar ausgebildet, so daß der gesamte Antrieb 7 auf
einfache Weise abgenommen werden kann.
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Im
oberen Bereich werden die Lagerplatten 2, 3 von
im Abstand nebeneinander angeordneten Lagerbolzen 11, 12 durchsetzt.
Auf jedem der Lagerbolzen 11, 12 ist ein Schwenkhebel 13, 14 zwischen den
Lagerplatten 2, 3 gelagert. Die beiden Schwenkhebel 13, 14 sind
spiegelsymme trisch ausgebildet und bilden das Preßwerkzeug.
Sie weisen von den Lagerbolzen 11, 12 nach unten
gehende Antriebsarme 15, 16 und nach oben gehende
Backenarme 17, 18 auf. Die Antriebsarme 15, 16 weisen
Antriebsflächen 19, 20 auf,
welche gegenüber
der Horizontalen zunächst
nur schwach geneigt sind und dann in einen steil nach oben gerichteten
Bereich übergehen.
In den einander gegenüberstehenden
Seiten der Backenarme 17, 18 sind halbkreisförmige Ausnehmungen
eingeformt, die die Kontur von Preßbacken 21, 22 bilden.
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Die 1 und 2 zeigen
das Preßgerät 1 in
der Offenstellung, bei der der Antriebskopf 8 seine unterste
Stellung einnimmt. In dieser Stellung liegt er nicht an den Antriebsarmen 15, 16 an.
Das Preßgerät 1 ist
an eine Rohrverbindung so angesetzt, daß es zwischen den Preßbacken 21, 22 liegt.
Die Rohrverbindung weist einen Rohrendbereich 23 auf, über den
ein Preßfitting 24 teilweise
geschoben ist. Dies läßt sich
insbesondere aus 2 ersehen. Das Preßfitting 24 hat
einen Zylinderabschnitt 25 mit einer als Anschlag für den Rohrendbereich 23 dienenden, mittig
liegenden Einschnürung 26.
An den freien Enden weist das Preßfitting 24 nach außen gewölbte Ringwülste 27, 28 auf,
in die innenseitig jeweils ein elastomerer Dichtring 29, 30 eingelegt
ist. Die Preßbacken 21, 22 liegen
auf Höhe
des in 2 rechtsseitigen Ringwulstes 28.
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Für den Preßvorgang
wird der nicht dargestellte Elektromotor eingeschaltet, so daß der Antriebskopf
nach oben ausfährt.
Dabei fahren die Antriebsrollen 9, 10 im ersten Teil einer
Leerlaufphase zunächst
gegen die flach geneigten Abschnitten der Antriebsflächen 19, 20 zur
Anlage. Bei weiterem Hochfahren werden die Antriebsarme 15, 16 auseinandergespreizt,
was zur Folge hat, daß sich
die Backenarme 17, 18 im zweiten Teil der Leerlaufphase einander
annähern
und die Preßbacken 21, 22 zur Anlage
an dem Ringwulst 28 kommen. Mit dem weiteren Hochfahren
des Antriebskopfs 8 beginnt der eigentliche Preßvorgang,
bei dem der Ringwulst 28 und der sich unmittelbar anschließende Bereich
des Zylinderabschnitts 25 radial nach innen plastisch verformt
werden, wobei im letzten Preßstadium
auch der Rohrendbereich 23 plastisch radial nach innen
komprimiert wird. Dabei fahren die Antriebsrollen 9, 10 in den
Bereich zwischen den Antriebsarmen 15, 16 ein, wo
die Antriebsfläche 19, 20 nur
noch in einem sehr spitzen Winkel zueinander stehen, also sehr steil
geneigt sind.
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3 zeigt
die elektrische Schaltung des Preßgerätes 1. Dessen Elektromotor 31 ist
in einem Hauptstromkreis 32 angeordnet, der bei 33 geerdet ist
und der von einer wiederaufladbaren Batterie 34 (Akkumulator)
mit einer bestimmten Spannung versorgt wird. In dem Hauptstromkreis 32 ist
des weiteren ein Schalter 35 angeordnet, der über einen
Einschaltknopf 36 betätigt
wird. Der Einschaltknopf 36 dient dazu, den Elektromotor 31 ein-
und auszuschalten. In Reihe zu diesem Schalter 35 ist ein
zweiter Schalter 37 vorgesehen, der von einem Relais 38 gesteuert
wird.
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Zu
der Schaltung gehört
eine Spannungsvergleichseinrichtung 39 mit einem analogen
Komparator 40. Der Komparator 40 hat zwei Eingänge 41, 42, wobei
der erste Eingang 41 über
eine Leitung 43 mit dem Hauptstromkreis 32 verbunden
ist und dessen Spannung abgreift. An dem zweiten Eingang 42 liegt eine
Grenzspannung an, welche von einer Hilfsbatterie 44 erzeugt
wird. Im Komparator 40 werden die beiden Spannungen verglichen,
wobei er seinen Ausgang 45 auf "logisch 0" setzt, wenn die Spannung an der Batterie 34 geringer
ist als die Grenzspannung am zweiten Eingang 42, während er
den Ausgang auf "logisch
1" setzt, wenn die
Spannung am ersten Eingang 41 wieder größer ist als die Grenzspannung
am zweiten Eingang 42.
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Der
Ausgang 45 steht über
eine Leitung 46 mit einem Zeitglied 47 in Verbindung,
dem ein Speicher 48 und ein Relaistreiber 49 nachgeschaltet
sind. Dessen Ausgang ist über
eine Leitung 50 mit dem Relais 38 des zweiten
Schalters 37 verbunden.
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Parallel
zu dem Elektromotor 31 ist ein Potentiometer 51 angeordnet. Über einen
Wechselschalter 52 kann der Elektromotor 31 überbrückt werden,
so daß mit
Hilfe des Potentiometers 51 ein Lastzyklus im Hauptstromkreis 32 erzeugt
werden kann.
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Die
Funktion der Schaltung soll anhand der Graphiken der 4 und 5 erläutert werden.
In beiden Graphiken ist ein Spannungsverlauf 53, 54 über der
Zeit t dargestellt, wobei sich der Spannungsverlauf 53 bei
ausreichendem Ladungszustand der Batterie 34 und der Spannungsverlauf 54 bei
nicht mehr ausreichendem Ladungszustand ergibt.
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Ein
Verpreßvorgang
mit Hilfe des Preßgerätes 1 wird
durch Drücken
des Einschaltknopfes 36 eingeleitet, wodurch der erste
Schalter 35 geschlossen wird. Der zweite Schalter 37 befindet
sich dann – entgegen
der zeichnerischen Darstellung in 3 – in geschlossenem
Zustand und der Wechselschalter 52 ist entgegen der zeichnerischen
Darstellung umgelegt, so daß durch
die Betätigung
des Einschaltknopfes 36 der Elektromotor 31 gestartet
wird. Da in dieser Phase die beweglichen Teile des Elektromotors 31 sowie
Antriebsspindel und Antriebskopf 8 beschleunigt werden
müssen,
steigt der Strom im Hauptstromkreis 32 stark an. Dies erzeugt
einen deutlichen Spannungsabfall bis unterhalb der am zweiten Eingang 42 des
Komparators 40 anliegenden Grenzspannung 55, die über den
gesamten Preßzyklus
konstant gehalten wird. Beim Unterschreiten der Grenzspannung 55 schaltet
der Komparator 40 von "logisch
1" auf "logisch 0". Über die Leitung 46 wird
das Zeitglied 47 aktiviert.
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Das
Zeitglied 47 läuft
im Maximum über
einen konstanten Zeitintervall t0. Sofern und sobald die am ersten
Eingang 41 des Komparators 40 anliegende Spannung
im Hauptstromkreis 32 während
dieses Zeitintervalls t0 wieder über
die Grenzspannung 55 ansteigt, wird der Ausgang 45 auf "logisch 1" gestellt. Dies hat
zur Folge, daß das
Zeitglied 47 wieder auf 0 gesetzt wird. Diese Situation
ist in 4 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß sich die
Spannung innerhalb des Zeitintervalls t0, und zwar nach einem Zeitraum tE
soweit erholt, daß der
Spannungsverlauf 53 wieder oberhalb der Grenzspannung 55 zu
liegen kommt. Die Erholung der Spannung geht mit einem Abfall des
Stroms einher, weil die oben genannten beweglichen Teile auf die
Leerlaufdrehzahl des Elektromotors 31 beschleunigt sind
und sich eine Leerlaufphase anschließt, bis die Antriebsrollen 9, 10 an den
Antriebsarmen 15, 16 der Schwenkhebel 13, 14 zur
Anlage kommen und die Schwenkhebel 13, 14 soweit
verschwenkt haben, bis sie an dem Preßfitting 24 zur Anlage
kommen. Dann beginnt der eigentliche Preßvorgang wodurch wieder ein
hoher Strombedarf entsteht, der die Spannung in dem Hauptstromkreis 32 wieder
unterhalb der Grenzspannung 55 absinken läßt, wie
die Graphik in 4 zeigt. Durch diesen Spannungsabfall
wird allerdings das Zeitglied 47 nicht erneut initiiert,
obwohl sich am Ausgang 45 des Komparators 40 wieder
ein anderer logischer Zustand ergibt.
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In 5 ist
zu erkennen, daß sich
die Spannung nach dem ersten Spannungsabfall aufgrund ungenügenden Ladezustandes
nicht mehr ausreichend erholt. Innerhalb des Zeitintervalls t0 bleibt
der Spannungslauf 54 unterhalb der Grenzspannung 45,
so daß sich
der logische Zustand am Ausgang 45 des Komparators 40 nicht ändert. Nach
Ablauf des Zeitintervalls t0 triggert das Zeitglied 47 den
Speicher 48, der den Relaistreiber 49 aktiviert
und auf diese Weise das Relais 38 ansteuert. Hierdurch
wird der zweite Schalter 37 geöffnet und damit der Elektromotor 31 abge schaltet.
Das Zeitintervall t0 ist dabei so kurz, daß die Abschaltung noch in der
Hochlaufphase oder spätestens
während
der Leerlaufphase, in der die Preßbacken 21, 22 noch
nicht an dem Preßfitting 24 zur
Anlage gekommen sind, erfolgt. Die Graphik in 5 gibt
nach Ablauf des Zeitintervalls t0 einen Spannungsverlauf wieder,
wie er sich ergeben würde,
wenn der Elektromotor 31 nicht abgeschaltet, die verpressung
des Preßfittings 24 also
durchgeführt würde.
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Die
Grenzspannung 55 ist so hoch gesetzt, daß die Abschaltung
des Elektromotors 31 aufgrund des Spannungsverlaufs 54 schon
dann erfolgt, wenn die Batterie 34 noch eine Restenergie
bereitstellt. Diese Restenergie kann dazu benutzt werden, optische
oder akustische Signalgaben zu erzeugen und den Elektromotor 31 in
die Ausgangslage zurückzustellen.
Außerdem
kann durch eine entsprechende Schaltung bewirkt werden, daß ein erneutes
Starten des Elektromotors 31 erst möglich ist, wenn die Batterie 34 durch
eine neue ersetzt ist.
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In
den 6 und 7 sind weitere mögliche Spannungsverläufe 56, 57 über der
Zeit t dargestellt, wobei auch hier eine konstante Grenzspannung 58 angelegt
wird. In beiden Fällen
ist charakteristisch wieder ein Spannungsabfall aufgrund der Beschleunigung
der zu bewegenden Teile auf die Leerlaufdrehzahl des Elektromotors 31 mit
anschließender
Spannungserholung und die Spannungserholung und damit das Überschreiten
der Grenzspannung 58 innerhalb des Zeitintervalls t0, d.h.
der Zeitraum tE zwischen Absinken der Spannung unter die Grenzspannung 58 und
anschließendem Überschreiten
der Grenzspannung 58 ist kleiner als der vorgegebene Zeitintervall
t0. Wie schon oben im einzelnen beschrieben, wird hierdurch das
Zeitglied 47 wieder zurückgestellt,
und der Elektromotor 31 läuft weiter.
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Im
Unterschied zu den in den 4 und 5 dargestellten
Verhältnissen
wird jedoch die Schaltung in 3 nicht
deaktiviert. Dies hat zur Folge, daß bei dem erneuten Unterschreiten
der Grenzspannung 58 und damit der Änderung des Zustandes am Ausgang 45 von "logisch 1" zu "logisch 0" das Zeitglied 47 gestartet
wird. Bei dem Spannungsverlauf 53 gemäß 6 erfolgt
das Unterschreiten der Grenzspannung 58 in einer späten Phase
und nimmt nur einen kurzen Zeitraum tE in Anspruch, bis die Spannung
wieder über
die Grenzspannung 58 ansteigt. Dies geschieht zu Beginn
des eigentlichen Preßvorgangs.
Der Zeitraum tE ist kürzer
als der Zeitintervall t0, was zur Folge hat, daß das Zeitglied 47 wieder
zurückgestellt
wird.
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7 zeigt
den Spannungsverlauf 57 bei nicht mehr ausreichender Ladung
der Batterie 34. Dies wird schon deutlich an dem wesentlich
stärkeren
Spannunsabfall nach Starten des Elektromotors 31, auch
wenn hier noch die Erholung bis über
die Grenzspannung 58 innerhalb des Zeitintervalls t0 geschieht,
also noch kein Abschalten des Elektromotors 31 bewirkt
wird. Der dann wieder einsetzende Spannungsabfall geschieht wesentlich
früher
als bei dem Spannungsverlauf 56 und er dauert während des
gesamten Zeitintervalls t0 an. In diesem Fall ist die Schaltung
gemäß 3 jedoch
so modifiziert, daß der
zweite Schalter 37 noch nicht geöffnet wird, sondern der Preßvorgang
zu Ende geführt
wird, da der Ladungszustand der Batterie 34, wie der Spannungsverlauf 57 im
ersten Zeitintervall t0 zeigt, besser ist als im Fall gemäß 5.
Erst nach Beendigung der Verpressung und Abschalten des Elektromotors 31 über den
ersten Schalter 35 erfolgt die Öffnung des zweiten Schalters 37 und
damit eine Sperrung, die erst aufgehoben wird, wenn die Batterie 34 durch
eine neue ersetzt wird.
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In 8 ist
im oberen Teil die Spannung U und im unteren Teil der Strom I über die
Zeit t aufgetragen. Dabei ergeben sich der Spannungsverlauf 59 und
der Stromverlauf 60. In den oberen Teil von 8 ist
zusätzlich
eine Grenzspannung 61 eingetragen, die im Unterschied zu
den Grenzspannungen 55, 58 in den 4 bis 7 zwar
zunächst
konstant ist, dann jedoch um eine Stufe niedriger gesetzt und dann
um zwei Stufen wieder hochgesetzt wird, so daß sie am Ende höher ist
als am Anfang. Die Grenzspannung 61 ist also veränderbar,
was durch eine entsprechende Schaltung im Bereich der Hilfsbatterie 44 zeitabhängig und
automatisch durchgeführt wird.
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Eine
zusätzliche Änderung
ergibt sich dadurch, daß der
gesamte Zeitablauf in einzelne, jeweils gleiche Zeitsegmente aufgeteilt
ist, was durch die vertikalen Linien angezeigt wird. Innerhalb eines Zeitsegments
wird über prüft, ob die
Spannung gemäß dem Spannungsverlauf 59 die
Grenzspannung 61 unterschreitet. Ist dies der Fall, wird
gleichzeitig geprüft,
ob die Grenzspannung 61 innerhalb desselben Zeitsegments
nach oben wieder überschritten wird
oder nicht. Im ersteren Fall liegt eine ausreichende Ladung der
Batterie 34 vor, und der zweite Schalter 37 bleibt
offen. Im letzteren Fall stehen mehrere Möglichkeiten offen. So kann
der zweite Schalter 37 sofort geöffnet und damit der Elektromotor 31 ausgeschaltet
werden, so daß eine
Verpressung erst gar nicht begonnen wird. Mit Hilfe noch vorhandener Restenergie
der Batterie 34 kann der Elektromotor 31 zurückgefahren
werden. Beides kommt insbesondere dann in Frage, wenn die nicht
ausreichende Spannungserholung innerhalb der ersten Zeitsegmente und
hier innerhalb des ersten Zeitsegments festgestellt wird und somit
die Gefahr einer unvollständigen Verpressung
und/oder einer Beschädigung
der Batterie 34 besteht. Wird eine mangelnde Spannungserholung
erst in späteren
Zeitsegmenten festgestellt, kann durch eine entsprechende Schaltung
auch vorgesehen werden, daß die
Verpressung noch zu Ende geführt
und erst dann der Elektromotor 31 für weitere Preßzyklen
gesperrt wird.
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Im
gezeigten Fall findet im ersten Zeitsegment der charakteristische
Spannungsabfall statt. Die Spannungserholung und damit das Wiederüberschreiten
der Grenzspannung 61 fällt
mit dem Ende des ersten Zeitsegments zusammen, so daß hier noch
von einem ausreichenden Ladezustand ausgegangen und der Elektromotor 31 nicht
abgeschaltet wird. Im fünften
Zeitsegment wird die Grenzspannung 61 wieder unterschritten.
Die anschließende
Erholung ist jedoch so schwach, daß die Grenzspannung 61 nicht
wieder erreicht wird. Auch im nächsten, sechsten
zeitsegment liegt die Spannung noch unterhalb der Grenzspannung 61,
obwohl sie hier stark abgesenkt ist. Sie wird innerhalb dieses Zeitsegments nur
kurz überschritten.
Danach erfolgt ein weiterer Spannungsabfall bei hochgesetzter Grenzspannung 61,
so daß auch
hier ein nicht ausreichender Ladungszustand festgestellt wird. Im
letzten und achten Zeitsegment steigt die Spannung wieder über die Grenzspannung 61.
Da an den Enden der drei vorausgehenden Zeitsegmente die Spannung
jeweils unterhalb der Grenzspannung 61 lag, bleibt es bei der
Feststellung einer zumindest für
den nächsten Preßzyklus
nicht ausreichenden Ladung der Batterie 34, und der Elektromotor 31 wird
durch Öffnen
des zweiten Schalters 37 spätestens nach Beendigung des
vorliegenden Preßzyklus
gesperrt.
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Die Überprüfung des
Ladezustandes der Batterie 34 kann auch ohne Einschaltung
des Elektromotors 31 geschehen. Hierzu wird der Wechselschalter 52 in
die gezeigte Stellung gebracht, so daß der Stromfluß über das
Potentiometer 51 geht. Mit Hilfe diese Potentiometers 51 kann
ein Strom- und damit auch ein Spannungsverlauf erzeugt werden, wie
er bei einer echten Verpressung vorkommt. Dabei reicht es für die Überprüfung des
Ladezustandes aus, wenn die durch das Potentiometer 51 aufgeprägte Last
nur bis zur Leerlaufphase nachgebildet wird, also lediglich ein
charakteristischer Spannungsabfall mit anschließender Erholung erzeugt wird.
Die Schaltung gemäß 3 funktio niert
dann genauso wie im Zusammenhang mit 4 dargestellt,
d.h. es wird überprüft, ob innerhalb
des Zeitintervalls t0 die unter die Grenzspannung 55 abgefallene
Spannung im Wege der Erholung wieder die Grenzspannung 55 überschreitet
oder nicht. Insoweit wird auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels
gemäß 4 Bezug
genommen.
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Mit
Hilfe des Potentiometers 51 läßt sich die Überprüfung des
Ladezustandes der Batterie 34 vor Einschalten des Elektromotors 31 durchführen, um sicherzustellen,
daß die
nachfolgende Verpressung durchgeführt werden kann. Es besteht
jedoch auch die Möglichkeit,
die Überprüfung während der
Verpressung durchzuführen,
wenn in der Schaltung gemäß 3 der
Elektromotor 31 herausgenommen und in einem besonderen
Stromkreis angeordnet wird. Eine derart gegenüber 3 modifizierte Schaltung
ist dann eine reine Prüfschaltung
zur Feststellung des Ladezustandes der Batterie 34.
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Sofern
die Batterie 34 vom Preßgerät 1 getrennt werden
kann, weil sie nur über
eine Leitung mit dem Preßgerät 1 verbunden
ist, kann die Prüfschaltung
im Gehäuse
der Batterie 34 untergebracht werden, so daß die Eignung
der Batterie 34 für
die Vornahme von Preßzyklen
schon vor Verbindung mit dem Preßgerät 1 durchgeführt werden
kann. Eine entsprechende Anzeige dient dann der Information über den
Ladezustand. Nach dem Verbinden mit dem eigentlichen Preßgerät 1 können bei
Feststellung eines ungenügenden
Ladezustandes die schon oben im einzelnen be schriebenen Maßnahmen
getroffen werden, d.h. entweder die Sperrung des Elektromotors 31,
wenn der ungenügende
Ladezustand schon vor dessen Einschalten festgestellt wird, oder
die Abschaltung während
des Preßvorgangs
oder ein Beendigen des Preßvorgangs
und anschließendes Sperren
des Elektromotors 31, wenn die Feststellung des ungenügenden Ladezustandes
während
der Verpressung erfolgt und die Grenzspannung und das Zeitintervall
t0 so eingestellt sind, daß bei
dieser Feststellung noch hinreichende Restenergie für die Vollendung
des Preßzyklus
vorhanden ist. Eine optische oder akustische Anzeige informiert
die Bedienungsperson darüber,
daß ein
weiterer Preßzyklus nicht
mehr gestartet werden sollte oder kann.
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Die
Grenzspannung und der Zeitintervall t0 sollten an das angepaßt werden,
was als Folge der Feststellung des ungenügenden Ladezustandes geschaltet
wird. Sofern der Preßzyklus
dann noch zu Ende geführt
werden soll, sollte die Grenzspannung höher und/oder der Zeitintervall
t0 kleiner sein als in dem Fall in dem der Elektromotor 31 sofort
gesperrt wird.