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Die
Erfindung betrifft ein hydraulisches Pressgerät, insbesondere zum Verbinden
von Werkstücken,
mit einem Presswerkzeug, das durch einen Druck in einer ein Hydraulikmedium
enthaltenden Kolben-Zylinder-Einheit, der durch einen motorischen
Antrieb über
eine sich in einer Antriebsrichtung drehende Welle und über eine
durch die Welle betätigte
Fördereinrichtung
für das
Druckmedium aufgebaut wird, aus einer Ruhestellung gegen die Kraft
einer Rückstellfeder
in eine Arbeitsstellung und unter der Wirkung der Rückstellfeder
nach einem Ansprechen eines Rücklaufventils
für das
Hydraulikmedium zurück
in die Ruhestellung bewegbar ist.
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Ein
derartiges Pressgerät
ist aus der
DE 298 24
642 U1 bekannt. Dieses Dokument beschreibt ein hydraulisches
Pressgerät
mit einem Festteil und einem Bewegungsteil, wobei das Bewegungsteil
durch einen Hydraulikkolben relativ zu dem Festteil bewegt wird
und mittels einer Rückstellfeder
in eine Ausgangsstellung zurückbewegbar
ist, wobei die Rückbewegung
in Abhängigkeit
von einem vorbestimmten Pressdruck durch Ansprechen eines Rücklaufventils auslösbar ist.
Dabei wird zunächst
der bekannte Sachverhalt beschrieben, dass für die Realisierung von Pressvorgängen häufig hand- oder motorbetriebene
Hydraulikwerkzeuge eingesetzt werden, die über ein Überdruckventil verfügen, welches
den Öldruck
und damit die Presskraft des Bewegungsteiles auf das zu verpressende
Werkstück
auf einen Maximalwert begrenzt. Um das Entstehen einer ordnungsgemäßen Verbindung
zwischen zwei zu verbindenden Werkstücken zu erzielen, löst das Überdruckventil
erst bei Erreichen einer vorgegebenen Minimal-Presskraft aus. Somit
ist sichergestellt, dass die volle benötigte Presskraft wirksam war.
Nach einem Auslösen
des Überdruckventils
wird das Verpressgerät
bzw. dessen Bewegungsteil manuell wieder in die Ausgangsposi tion,
d. h. in die Offenposition zurückgefahren.
Um ein solches hydraulisches Pressgerät anzugeben, das funktionssicherer
und handhabungstechnisch verbessert ausgestaltet ist, beschreibt
die
DE 298 24 642
U1 eine technische Lösung,
wonach das selbsttätig
ansprechende Rücklaufventil
so ausgebildet ist, dass es durch den Druck des zurücklaufenden Öls über den
gesamten Rückstellweg
des Hydraulikkolbens in der Öffnungsstellung
gehalten ist. Hierzu ist das Rücklaufventil
als Ventilkolben mit einer Ventilkolbenfläche ausgebildet, wobei eine
im Verschlusszustand wirksame Teilkolbenfläche im Hinblick auf den gewünschten
Maximaldruck ausgelegt ist. Der Ansprechdruck des Ventils ist somit
nachteiligerweise durch konstruktive Größen des Ventils festgelegt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Pressgerät der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, welches ein Rücklaufventil aufweist, das
bei einer vorbestimmten Presskraft anspricht, wobei aber das Ansprechen
des Rücklaufventils
weitestgehend unabhängig
von seinem konstruktiven Aufbau realisierbar sein soll.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Rücklaufventil
derart mit der Welle gekoppelt ist, dass das Ansprechen des Rücklaufventils
durch eine Drehung der Welle entgegen ihrer Antriebsrichtung zur
Betätigung
der Fördereinheit
für das
Druckmedium erfolgt.
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Hierbei
kann in dem erfindungsgemäßen hydraulischen
Pressgerät
vorzugsweise eine elektronische Steuer- und Überwachungseinheit vorgesehen sein,
welche ein elektrisches Steuersignal für den motorischen Antrieb erzeugt,
durch das die Drehung der Welle entgegen ihrer Antriebsrichtung
zur Betätigung
der Fördereinheit
für das
Druckmedium ausgelöst
wird.
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Das
Steuersignal kann auf verschiedenartige Weise gebildet werden. So
ist es mit Vorteil möglich, dass
die elektronische Steuer- und Überwachungseinheit
Messeinrichtungen für
die elektrische Stromstärke
und Spannung des motorischen Antriebs umfasst, wobei das elektrische
Steuersignal für
den motorischen Antrieb in der elektronischen Steuer- und Überwachungseinheit
bei Erreichen eines vorgegebenen Leistungswertes des motorischen
Antriebs, d. h. eines vorgegebenen Wertes für das Produkt aus Spannung
und Stromstärke,
gebildet wird. Auch bei Erreichen einer vorgegebenen Änderung,
insbesondere bei einem vorgegebenen Abfall, des Leistungswertes
des motorischen Antriebs kann das Signal gebildet werden.
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Eine
weitere vorteilhafte Möglichkeit
besteht darin, dass die elektronische Steuer- und Überwachungseinheit
des erfindungsgemäßen hydraulischen
Pressgerätes – zusätzlich oder
alternativ – eine
Messeinrichtung für
den Druck des Hydraulikmediums umfasst, wobei das elektrische Steuersignal
für den
motorischen Antrieb in der elektronischen Steuer- und Überwachungseinheit
bei Erreichen eines vorgegebenen Druckwertes in der Kolben-Zylinder-Einheit
gebildet wird.
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Des
Weiteren kann in Kombination oder als Alternative auch vorgesehen
sein, dass die elektronische Steuer- und Übenwachungseinheit mit einem elektrischen,
manuell betätigbaren
Schalter oder Taster verbunden ist, wobei das elektrische Steuersignal
für den
motorischen Antrieb in der elektronischen Steuer- und Überwachungseinheit
durch Betätigung
des Schalters oder Tasters gebildet wird.
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Eine
vorbestimmte, mindestens zu erreichende Presskraft, beispielsweise
von 32 kN kann dabei in der elektronischen Steuer- und Überwachungseinheit
voreingestellt werden.
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Durch
die Erfindung wird somit vorteilhafterweise eine größere Flexibilität beim Einsatz
des hydraulischen Pressgerätes
möglich,
da die Auslösung des
Rücklaufventils
auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen kann.
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Um
die Drehung der Welle entgegen ihrer Antriebsrichtung zur Betätigung der
Fördereinheit
in dem erfindungsgemäßen hydraulischen
Pressgerät in
eine Öffnungsbewegung
des Rücklaufventils
umzusetzen, kann in bevorzugter konstruktiver Ausführung vorgesehen
sein, dass eine mechanische Einrichtung, wie der Hebel, zum Öffnen des
Rücklaufventils
kinematisch mit der Welle zur Betätigung der Fördereinrichtung
für das
Druckmedium gekoppelt ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der
folgenden Beschreibung enthalten.
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Anhand
eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels
soll die Erfindung nun genauer erläutert werden. Dabei zeigt
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1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Pressgerätes,
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2 in
einer Ansicht von unten, eine in der Ebene der Mittenachse eines
Befestigungselementes für
ein Presswerkzeug längsgeschnittene
Darstellung des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Pressgerätes,
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3 eine
in der Seitenansicht durch die Mittenebene längsgeschnittene Darstellung
des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Pressgerätes,
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4 eine
Ausschnittsvergrößerung des mittleren
Bereiches der Darstellung in 3,
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5 eine
Stirnansicht des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Pressgerätes auf
die Einspannseite des Presswerkzeuges.
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In
den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets
mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher im Folgenden
in der Regel jeweils nur einmal beschrieben.
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1 zeigt
zunächst
das erfindungsgemäße hydraulische
Pressgerät,
welches insbesondere zum Verbinden von Werkstücken dient, in der Gesamtansicht.
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Das
erfindungsgemäße Pressgerät weist
ein Gehäuse 1 mit
mehreren Teilen auf, wobei ein Lauf 2 vorgesehen ist, der
in einer gabelförmigen
Aufnahme 3 endet. In dieser gabelförmigen Aufnahme 3 kann ein
nicht dargestelltes Presswerkzeug auswechselbar gehalten werden,
welches zwei Pressbacken aufweist. Die gabelförmige Aufnahme 3 weist
zu diesem Zweck auf beiden Seiten je eine nicht näher bezeichnete
Bohrung auf. Durch diese Bohrungen ist als Befestigungselement ein
Verbindungsbolzen 4 einschiebbar, der zur Fixierung des
Presswerkzeugs dient, welches auch als Klemmzange bezeichnet wird.
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In
einem weiteren Gehäuseteil
ist ein motorischer Antrieb 5, der vorzugsweise einen Elektromotor
und ein Untersetzungsgetriebe umfasst, untergebracht.
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Mittels
des hydraulischen Pressgerätes
wird das Presswerkzeug durch einen Druck in einer im Lauf 2 befindlichen,
ein Hydraulikmedium enthaltenden Kolben-Zylinder-Einheit bewegt. Der Hydraulikkolben
der Kolben-Zylinder-Einheit ist in den Schnittdarstellungen in 2 bis 4 mit
dem Bezugszeichen 6 gekennzeichnet. Der Druck in der Kolben-Zylinder-Einheit
wird durch den motorischen Antrieb 5 über eine sich in einer Antriebsrichtung
drehende Welle 7 und über
eine durch die Welle 7 betätigte Fördereinrichtung für das Druckmedium
aufgebaut, wie dies den Darstellungen in 3 und 4 zu
entnehmen ist. Der motorische Antrieb 5 kann dabei durch
eine Batterie, einen Akkumulator oder über einen Stromnetzanschluss
mit Energie gespeist werden.
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Der
Hydraulikkolben 6 wird durch den Druck des Hydraulikmediums
der Kolben-Zylinder-Einheit aus einer Ruhestellung, die in 2 bis 4 gezeigt
ist, in Richtung des Pfeiles A gegen die Kraft einer Rückstellfeder 8 in
eine Arbeitsstellung und unter der Wirkung der Rückstellfeder 8 nach
einem Ansprechen eines Rücklaufventils 9 für das Hydraulikmedium
zurück
in die Ruhestellung bewegt.
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Was
den Aufbau der durch die Welle 7 betätigten Fördereinrichtung im Detail betrifft,
so wirkt in der dargestellten Ausführung des erfindungsgemäßen Pressgerätes der
Antrieb 5 über
die Welle 7, auf der sich ein Exzenter 10 befindet,
auf einen Hochdruck-Förderkolben 11.
Dieser bildet zusammen mit einem als Doppelkolben ausgebildeten
Niederdruck-Förderkolben 12 und
verschiedenen Ventilen die Fördereinrichtung.
Die Fördereinrichtung
fördert das
Hydraulikmedium aus einem Tank 13, der sich an dem der
Werkzeugseite gegenüberliegenden
Ende des Laufes 2 befindet, über mindestens einen Vorlaufkanal 14 (3 und 4)
in die Kolben-Zylinder-Einheit, wo das Medium den Hydraulikkolben 6 mit
Druck beaufschlagt.
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Zur
Gewährleistung
eines ordnungsgemäßen Verpressens
wird nun eine Auslösung
des Rücklaufventils 9 bei
jeder Verpressung angestrebt, womit sichergestellt werden kann,
dass die volle Presskraft – beispielsweise
in einer Höhe
von 32 kN – wirksam war.
Nach dem Ansprechen des Rücklaufventils 9 kann
das Hydraulikmedium mindestens über
einen Rücklaufkanal 15 (2)
in den Tank 13 zurückfließen.
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Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass das Rücklaufventil 9 für das Hydraulikmedium
derart mit der Welle 7 gekoppelt ist, dass das Ansprechen des
Rücklaufventils 9 durch
eine Drehung der Welle 7 entgegen ihrer Antriebsrichtung
zur Betätigung
der Fördereinheit
für das
Druckmedium erfolgt.
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Wie
bereits erwähnt,
kann dabei in dem erfindungsgemäßen Pressgerät bevorzugt
eine elektronische Steuer- und Überwachungseinheit
vorgesehen sein, welche ein elektrisches Steuersignal für den motorischen
Antrieb 5 erzeugt, durch das die Drehung der Welle 7 entgegen
ihrer Antriebsrichtung ausgelöst
wird.
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Wie
ebenfalls bereits ausgeführt,
kann das Steuersignal auf verschiedenartige Weise gebildet werden.
So ist es möglich,
dass die elektronische Steuer- und Überwachungseinheit Messeinrichtungen
für die
Leistung des motorischen Antriebs 5 umfasst, wobei das
elektrische Steuersignal bei Erreichen eines vorgegebenen Leistungswertes
des Antriebs 5 und/oder bei einer vorgegebenen Änderung desselben,
z. B. bei einem Leistungsabfall, der bei einem manuellen Öffnen des
Rücklaufventils 9 auftritt, für das der
aus 1 und 2 entnehmbare Hebel 16 vorgesehen
sein kann, gebildet wird.
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Auch
kann die elektronische Steuer- und Überwachungseinheit des erfindungsgemäßen hydraulischen
Pressgerätes
eine Messeinrichtung für den
Druck des Hydraulikmediums umfassen, wobei das elektrische Steuersignal
für den
motorischen Antrieb 5 in der elektronischen Steuer- und Überwachungseinheit
bei Erreichen eines vorgegebenen Druckwertes (oder auch einer vorgegebenen Druckänderung,
insbesondere eines Druckabfalls) in der Kolben-Zylinder-Einheit
gebildet wird.
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Ebenso
ist es möglich – und auch
dies wurde bereits erwähnt – vorzusehen,
dass die elektronische Steuer- und Überwachungseinheit mit einem
elektrischen, manuell betätigbaren
Schalter oder Taster verbunden ist, der in der Nähe des Rücklaufventils 9 angeordnet
ist. Das elektrische Steuersignal für den motorischen Antrieb 5 kann
in diesem Fall in der elektronischen Steuer- und Überwachungseinheit
durch Betätigung
des Schalters oder Tasters gebildet werden.
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Das
erfindungsgemäße Pressgerät kann eine
mechanische Einrichtung, wie den bereits erwähnten Hebel 16, zum Öffnen des
Rücklaufventils 9 aufweisen.
Dadurch kann beispielsweise ein Notstopp des Pressvorganges realisiert
werden.
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Diese
mechanische Einrichtung 16 kann kinematisch mit der Welle 7 zur
Betätigung
der Fördereinrichtung
für das
Druckmedium gekoppelt sein, um bei Drehung der Welle entgegen ihrer "normalen" Antriebsrichtung
zur Förderung
des Hydraulikmediums das Ansprechen des Rücklaufventils 9 auszulösen.
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Die
kinematische Kopplung der mechanischen Einrichtung zum Öffnen des
Rücklaufventils 9 mit
der Welle 7 kann dabei einen Hülsenfreilauf 17, in dem
die Welle 7 gelagert ist, einen am Hülsenfreilauf 17 befestigten,
insbesondere aufgepressten, Mitnehmer 18 und ein bewegliches,
insbesondere verschwenkbares, mechanisches Verbindungsglied 19 umfassen,
das einerseits am Mitnehmer 18 und andererseits an der
mechanischen Einrichtung 16 zum Öffnen des Rücklaufventils 9 befestigt
ist. Der Hülsenfreilauf 17 dreht
sich bei einer Bewegung der Welle 7, die der Betätigung der
Fördereinrichtung
dient, mit. Bei Vorliegen der entgegengesetzten Drehrichtung der
Welle 7 setzt er dieser jedoch einen Widerstand entgegen,
so dass über
den Mitnehmer 18 und das Verbindungsglied 19 die
mechanische Einrichtung 16 zum Öffnen des Rücklaufventils 9 betätigt wird
und das Hydraulikmedium über
den Rücklaufkanal 15 zurück in den
Tank 13 fließen
kann. Die gesamte kinematische Kopplung wird besonders deutlich
durch die perspektivische Darstellung in 1 und die
Stirnansicht in 5 veranschaulicht, während die
Schnittdarstellungen in 3 bzw. vergrößert in 4 in besonders
anschaulicher Form die Welle 7, den Hülsenfreilauf 17, den
Mitnehmer 18 und das bewegliche Verbindungsglied 19 zeigen.
Es wird dabei deutlich, dass das Verbindungsglied 19 in fertigungstechnisch
vorteilhafter Weise einstückig
mit dem Öffnungshebel 16 für das Rücklaufventil
und insbesondere als Blechstanzteil ausgebildet sein kann.
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Zur
beweglichen Befestigung des Verbindungsgliedes 19 am Mitnehmer 18 dient
ein Verbindungshebel 20, der einendig im Mitnehmer 18,
insbesondere in einer exzentrisch zur Welle 7 angeordneten
Gabel 21 des Mitnehmers 18, und anderendig am Verbindungsglied 19,
insbesondere in einer Langlochöftnung 22 des
Verbindungsglieds 19, gelagert ist. Durch die kinematische
Kopplung wird eine Bewegung der Welle 7 entgegen ihrer "normalen" Drehrichtung in
eine Öffnungsbewegung
für das
Rücklaufventil 9 umgesetzt.
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Die
Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern
umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen.
So könnte
beispielsweise ein Rücklaufventil 9 und/oder
eine Fördereinrichtung
für das Hydraulikmedium
anderer als der dargestellten Bauarten eingesetzt werden, ohne das
der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
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Ferner
ist die Erfindung nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination
beschränkt,
sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von Merkmalen
aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies
bedeutet, daß grundsätzlich jedes
Einzelmerkmal des unabhängigen
Anspruchs weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle
der Anmeldung offenbartes Merkmal ersetzt werden kann. Insofern sind
die Ansprüche
lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Lauf
von 1
- 3
- Werkzeugaufnahme
von 2
- 4
- Befestigungselement
(Verbindungsbolzen)
- 5
- Antrieb
- 6
- Hydraulikkolben
- 7
- Welle
- 8
- Rückstellfeder
für 6
- 9
- Rücklaufventil
- 10
- Exzenter
auf 7 zur Bewegung von 11
- 11
- Hochdruck-Förderkolben
- 12
- Niederdruck-Förderkolben
- 13
- Tank
- 14
- Vorlaufkanal
- 15
- Rücklaufkanal
- 16
- Einrichtung
zum Öffnen
von 9 (Hebel)
- 17
- Hülsenfreilauf
auf 7
- 18
- Mitnehmer
an 17
- 19
- Verbindungsglied
- 20
- Verbindungshebel
zwischen 18 und 19
- 21
- Gabel
von 18
- 22
- Langloch
von 19
- A
- Pfeil
für Arbeitsbewegung
von 6