DE202010005469U1

DE202010005469U1 - Digitales Anzeigegerät für ein Werkzeug zum Anziehen von Befestigungsmitteln

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Publication number: DE202010005469U1
Application number: DE202010005469U
Authority: DE
Original assignee: China Pneumatic Corp
Current assignee: China Pneumatic Corp
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2020-05-21
Also published as: CN101890472B; US20100295696A1; CN101890472A

Abstract

Digitaler Anzeigeapparat für ein Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel, um ein Befestigungsmittel (z. B. eine Niete, eine Blindniete oder einen Blindgewindeeinsatz), einzusetzen, das durch eine pneumatische, hydraulische oder pneudraulische Energie angetrieben wird, umfassend:
eine Energieversorgung;
eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU);
einen Drucksensor;
eine Vielzahl an Positionssensoren;
eine Anzeige; und
ein Eingabemittel;
wobei die Energieversorgung betreibbar ist, um den digitalen Anzeigeapparat mit Energie zu versorgen;
wobei der Drucksensor elektrisch mit der CPU zur Datenkommunikation verbunden ist;
wobei das Eingabemittel elektrisch mit der CPU verbunden ist;
wobei die Anzeige elektrisch mit der CPU verbunden ist, um Information von dieser darzustellen;
wobei der Drucksensor betreibbar ist, um den Druck des hydraulischen oder pneumatischen Fluids zu ermitteln, das in das Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel eintritt;
wobei die CPU ein Druck- und Anziehkraftberechnungsmodul, ein Einheitenumwandlungsmodul, ein Überdruckbestimmungsmodul, ein Zyklusanzahlzählmodul und ein Detektionsmodul für die Detektion...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft pneumatische, hydraulische oder pneudraulische (pneumatische und hydraulische) Werkzeuge zum Anziehen von Befestigungsmitteln und insbesondere einen digitalen Anzeigeapparat für ein Werkzeug zum Anziehen eines Befestigungsmittels (z. B. eine Niete, eine Blindniete oder einen Blindgewindeeinsatz).
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine Art eines typischen Werkzeugs zum Anziehen eines Befestigungsmittels (z. B. eine Niete, eine Blindniete oder einen Blindgewindeeinsatz) wird durch eine pneumatische, hydraulische oder pneudraulische Energie angetrieben. Während das Werkzeug betätigt wird, ist jedoch für eine Person keine Druckanzeige des Arbeitsmittels verfügbar. Es ist selbstverständlich, dass das Werkzeug, das durch unzureichende pneumatische oder hydraulische Drücke angetrieben wird, das Befestigungsmittel nicht erfolgreich anziehen kann und es wird ein Nacharbeiten beispielsweise für eine Blindniete, oder einen Blindgewindeeinsatz nötig. Ebenfalls kann der Arbeitsdruck über einem Auslegungswert die Komponenten, insbesondere die Öldichtungen des Werkzeugs, beschädigen und eine Leckage verursachen. Unglücklicherweise ist dies dem Benutzer nicht bewusst, da keine Anzeige solcher Daten vorhanden ist und ein Garantieanspruch ist oft umstritten, da die Ursache für eine Störung unklar ist.
Eine andere Art eines pneumatischen Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel ist mit einem einfachen Zähler ausgestattet. Jedoch wird dieser immer vor der Verwendung initialisiert. Somit ist die kumulierte Zyklusanzahl der Verwendung des Werkzeugs nicht für den Anwender verfügbar, um ihn zu erinnern, eine Wartung durchzuführen oder um eine effektive Garantie auf Grund einer nicht-zurücksetzbaren Zyklusanzahl anzubieten. Darüber hinaus werden keine Warmmittel für derartige Anziehwerkzeuge bereitgestellt, wie z. B. dass ein Überdruck die Öldichtungen übermäßig beansprucht und eine innere Flüssigkeitsleckage bewirkt oder einen unzureichenden Anziehhub bewirkt, der einen Setzfehler ergibt und ein notwendiges Nacharbeiten usw. erfordert. Somit existiert noch Bedarf zur Verbesserung.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen digitalen Anzeigeapparat für ein Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel bereitzustellen, das durch eine pneumatische, hydraulische oder pneudraulische Energie angetrieben wird, um ein Befestigungsmittel (z. B. eine Niete, Blindniete oder einen Blindgewindeeinsatz) einzusetzen, welcher eine Energieversorgung, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Drucksensor, eine Vielzahl an Positionssensoren, eine Anzeige und ein Eingabemittel umfasst, wobei die Energieversorgung betreibbar ist, um den digitalen Anzeigeapparat mit Energie zu versorgen, wobei das Eingabemittel elektrisch mit der CPU verbunden ist, wobei der Drucksensor elektrisch mit der CPU zur Datenkommunikation verbunden ist, wobei das Display elektrisch mit der CPU zum Darstellen von Informationen verbunden ist, wobei der Drucksensor betreibbar ist, um den Druck des hydraulischen oder pneumatischen Fluids zu ermitteln, welches in das Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel eintritt, wobei die CPU ein Druck- und ein Anziehkraftberechnungsmodul und ein Einheitenumwandlungsmodul umfasst, und wobei die Anzeige einen Druckanzeigebereich zum Darstellen des hydraulischen oder pneumatischen Drucks, einen Anziehkraftanzeigebereich zum Darstellen der Anziehkraft, die unmittelbar dem Werkzeugeingangsdruck entspricht, einen nicht-rückstellbaren Überdruckanzeigebereich, der immer den maximalen Werkzeugeingangsdruck darstellt, sobald er den Auslegungswert überschreitet, und eine nicht-rückstellbare Anzeige der Zyklusanzahl umfasst, die die kumulierte Zyklusanzahl darstellt, wobei das Eingabemittel betreibbar ist, um die Betriebsparameter für vorbestimmte Daten in die CPU einzugeben und um durch den Benutzer selbst die Einheit des Drucks oder der Anziehkraft auszuwählen, die an dem Anzeigebereich dargestellt werden.
Die vorher genannten und weiteren Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Anziehwerkzeuges für ein Befestigungsmittel und eines digitalen Anzeigeapparates dafür gemäß der Erfindung;
2 ist eine Vorderansicht des digitalen Anzeigeapparates aus 1;
3A ist eine Längsschnittansicht des Werkzeugs aus 1, die den Drucksensor und den Positionssensor darstellt, die in einem pneudraulischen Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel gemäß der Erfindung angeordnet sind;
3B stellt schematisch den Betrieb des hydraulischen Kolbens aus 3A dar;
3C stellt schematisch den Betrieb des pneumatischen Kolbens aus 3A dar;
4A ist eine Längsschnittansicht, die den Drucksensor und den Positionssensor, die in einem pneumatischen Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel gemäß der Erfindung befestigt sind, darstellt;
4B stellt schematisch den Betrieb des pneumatischen Kolbens aus 4A dar;
5A ist eine Längsschnittansicht, die den Drucksensor und den Positionssensor, die in einem hydraulischen Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel gemäß der Erfindung angeordnet sind, darstellt;
5B stellt schematisch den Betrieb des hydraulischen Kolbens aus 5A dar;
6 ist ein Blockdiagramm des digitalen Anzeigeapparates;
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Erkennungs- und logische Berechnungssequenz gemäß der Erfindung veranschaulicht;
8 stellt grafisch einen Druck gegenüber einer Anziehkraft für pneumatische, hydraulische und pneudraulische Anziehwerkzeuge für ein Befestigungsmittel gemäß der Erfindung dar;
9A stellt schematisch die Anziehkraft dar, die durch das Aufbringen des hydraulischen Drucks auf den effektiven Arbeitsbereich des hydraulischen Kolbens des pneudraulischen Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel gemäß der Erfindung gebildet wird;
9B stellt schematisch den hydraulischen Druck dar, der durch Aufbringen des pneumatischen Drucks auf den pneumatischen Kolben und die Kolbenstange des pneudraulischen Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel gemäß der Erfindung gebildet wird;
9C stellt schematisch die Anziehkraft dar, die durch Aufbringen des pneumatischen Drucks auf den effektiven Arbeitsbereich des pneumatischen Kolbens des pneumatischen Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel gemäß der Erfindung gebildet wird;
9D stellt schematisch die Anziehkraft dar, die durch Aufbringen des hydraulischen Drucks auf den effektiven Arbeitsbereichs des hydraulischen Kolbens des hyd raulischen Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel gemäß der Erfindung gebildet wird;
10 ist ein Diagramm des Schaltkreises des digitalen Anzeigeapparats;
11A, 11B, 11C, 11D und 11E sind fragmentarische Ansichten der 3A und stellen normale Betriebszustände des Positionssensors dar;
12A, 12B, 12C, 12D und 12E sind fragmentarische Ansichten der 3A, die abnormale Betriebszustände des Positionssensors darstellen;
13A, 13B, 13C, 13D und 13E sind fragmentarische Ansichten der 3A, die weitere abnormale Betriebszustände des Positionssensors darstellen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Verweis auf die 1 bis 13E wird ein digitaler Anzeigeapparat 20 für eine Baugruppe eines pneudraulischen Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel 10 gemäß der Erfindung beschrieben. Die Baugruppe eines pneudraulischen Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel 10 ist wie eine Pistole geformt und kann in Abhängigkeit der Anwendung durch Anbringen an eine hydraulische Energiequelle 30, eine pneudraulische Energiequelle 30 oder eine pneumatische Energiequelle 30 angetrieben werden. Die Baugruppe eines pneudraulischen Anziehwerkzeuges für ein Befestigungsmittel 10 umfasst eine pneumatische Kolbenstange 11 (s. 3A, 3C, 4A und 4B), die in einem pneumatischen Zylinder 15 betreibbar ist, und eine hydraulische Kolbenstange 14 (s. 3A, 3C, 5A und 5B), die in einem hydraulischen Zylinder 16 betreibbar ist.
Der digitale Anzeigeapparat 20 ist mit der Baugruppe eines pneudraulischen Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel 10 verbunden und umfasst, wie nachfolgend detailliert erörtert wird, die folgenden Komponenten. Eine Energieversorgung (z. B. ein Ladegerät und eine wiederaufladbare Batterie oder eine Einwegzelle) 22 kann den digitalen Anzeigeapparat 20 mit Energie versorgen. Eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 23 ist elektrisch mit der Energieversorgung 22, einem Drucksensor 12, einer Vielzahl an Positionssensoren 13, einem Eingabemittel 214, einen Summer 241, einem Leuchtsignal (z. B. einer Licht-emittierenden Diode (LED)) 242 und einer Anzeige (z. B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD)) 21 verbunden.
Der Drucksensor 12 kann einen hydraulischen oder pneumatischen Druck, der in dem Werkzeug 10 herrscht, ermitteln. Die Anzeige 21 umfasst einen Druckanzeigebereich 211 zum Darstellen eines hydraulischen oder pneumatischen Druckwerts, einen Anziehkraftanzeigebereich 212 zum Darstellen der Anziehkraft, die von der CPU 23 erhalten wird, einen Überdruckanzeigebereich 213 zum Darstellen des maximalen Drucks, der in dem Werkzeug herrscht und durch den Drucksensor 12 ermittelt wird, und einen Zyklusanzahlanzeigebereich 215 zum Darstellen der kumulierten Zyklusanzahl des Werkzeugs 10. Eine Warnung wird ausgegeben, wenn die kumulierte Zyklusanzahl die vorherbestimmten Zyklen für eine Wartung erreicht.
Die CPU 23 umfasst ein Druck- und Anziehkraftberechnungsmodul, ein Einheitenumwandlungsmodul, ein Überdruckdetektionsmodul, ein Zyklusanzahlzählmodul und ein Bestimmungsmodul eines abnormalen Hubs.
Das Druck- und Anziehkraftberechnungsmodul kann einen Druck in eine Anziehkraft durch formulierte Parameter von jedem Typ des Werkzeugs konvertieren und den ermittelten Eingangsdruck des Werkzeugs an dem Druckanzeigebereich 211 anzeigen und sofort die entsprechende Anziehkraft an dem Anziehkraftanzeigebereich 212 darstellen. Somit wird ein Benutzer wissen, ob die Anziehkraft stark genug ist, um die Befestigungsmittel einzusetzen, um ein fehlerhaftes Einsetzen und kostspieliges Nacharbeiten zu vermeiden.
Der Benutzer kann das Einheitenumwandlungsmodul benutzen, um bevorzugte Einheiten des Werkzeugeingangsdrucks und der Anziehkraft zu konvertieren. Das Überdruckbestimmungsmodul kann erkennen, ob der Werkzeugeingangsdruck die vorherbestimmte Sicherheitsgrenze überschreitet und es erfasst (d. h. aktualisiert) immer den höchsten Messwert und zeigt diesen an dem Überdruckanzeigebereich 213 als Warnung an. Der gespeicherte Druck kann nicht initialisiert werden und dient als Beurteilung, ob der Hersteller für den Gewährleistungsanspruch verantwortlich ist oder nicht. Das oben genannte Werkzeug ist zum Erzielen einer sicheren Betätigung des Werkzeugs 10 ausgebildet.
Das Zyklusanzahlzählmodul kann die kumulierte Zyklusanzahl des Werkzeugs 10 berechnen. Das Detektionsmodul für abnormalen Hub kann durch Positionssensoren 13 beurteilen, ob der Anziehhub unzureichend ist, um zu überprüfen, ob die pneumatische Kolbenstange 11 in ihre normale Position zurückkehren wird und um Warnsignale auszugeben, um eine Kenntnisnahme oder Wartung zu fordern. Das Eingabemittel 214 ist zum Eingeben und Einstellen ver schiedener Operationsparameter für jedes Modul ausgebildet und ist normalerweise von dem Hersteller oder seinem autorisierten Personal betätigbar.
Mit Verweis auf die 3A wird das Werkzeug 10 durch pneudraulische Energie angetrieben, wobei hier das Bezugszeichen 14 der hydraulischen Kolben ist, das Bezugszeichen 11 die pneumatische Kolbenstange ist, das Bezugszeichen 15 der pneumatische Zylinder ist, das Bezugszeichen 16 der hydraulische Zylinder ist, das Bezugszeichen 17 das hydraulische Verbindungsrohr ist und das Bezugszeichen 18 der pneumatische Kolben ist. Drei Positionssensoren 13 (d. h. 2 Positionssensoren, die um das äußere Ende des hydraulischen Verbindungsrohrs 17 angeordnet sind und ein Sensor, der an der Spitze der pneumatischen Kolbenstange 11 angeordnet ist), sind zum Ermitteln der Position der Kolbenstange 11, die sich im hydraulischen Verbindungsrohr 17 bewegt, bereitgestellt. Das erfasste Positionssignal wird als kumulierte Zyklusanzahl des Werkzeugs 10 verwendet. Die CPU 23 umfasst auch ein Zyklusanzahlzählmodul zum Kumulieren der gesamten Zyklen des Werkzeugs im Gebrauch. Es kann als nicht-rückstellbar programmiert werden und als Basis für die Garantie dienen. Sie wird an dem Zyklusanzahlanzeigebereich 215 in der Anzeige 21 dargestellt und wird den Benutzer erinnern, eine Wartung durchzuführen, sobald die kumulierte Zyklusanzahl die vorherbestimmten Zyklen erreicht. Dieses Modul kann auch verwendet werden, zu detektieren, ob die Kolbenstange 11 in ihre normale Position nach jedem Bewegungszyklus zurückkehrt.
Wie in den 11A bis 11E dargestellt, werden die Positionssensoren 13 zum Ermitteln der Position der Kolbenstange 11 bereitgestellt, die sich in dem hydraulischen Verbindungsrohr bewegt. Durch die Logik der CPU 23 zeigen in der 11A N1 = 0, wie durch den ersten Positionssensor 13 ermittelt, und N2 = 0, wie durch den zweiten Positionssensor 13 ermittelt, an, dass das Werkzeug noch nicht aktiviert ist. In der 11B weisen N1 = 1, wie durch den ersten Positionssensor 13 ermittelt, und N2 = 0, wie durch den zweiten Positionssensor 13 ermittelt, darauf hin, dass das Werkzeug aktiviert ist und die Kolbenstange 11 den ersten Positionssensor passiert hat, jedoch nicht den zweiten Positionssensor 13 erreicht hat. In der 11C weisen N1 = 1, wie durch den ersten Positionssensor 13 erkannt, und N2 = 1, wie durch den zweiten Positionssensor 13 erkannt, darauf hin, dass die Kolbenstange 11 sowohl den ersten als auch den zweiten Positionssensor 13 passiert hat, wobei das Werkzeug das Befestigungsmittel anzieht (d. h. auf dem Weg bis zum oberen toten Ende seines Hubs). In der 11D weisen N1 = 1, wie durch den ersten Positionssensor 13 erkannt, und N2 = 2, wie durch den zweiten Positionssensor 13 erkannt, darauf hin, dass die Kolbenstange 11 von dem oberen toten Ende zurückgekehrt ist, jedoch nicht zur ursprünglichen Position (d. h. auf dem Weg zurück zum unteren toten Ende) zurückgekehrt ist. In der 11E weisen N1 = 2, wie durch den ersten Positionssensor 13 erkannt, und N2 = 2, wie durch den zweiten Positionssensor 13 erkannt, daraufhin, dass die Kolbenstange 11 zum unteren toten Ende zurückgekehrt ist. Somit ist ein normaler vollständiger Zyklus des Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel 10 komplett und zeigt an, dass alle Öldichtungen in einem guten Zustand sind und keine Leckage auftritt.
Wenn durch den Positionssensor 13 am Ende von jedem Bewegungszyklus N1 ≠ 2 oder N2 ≠ 2 ermittelt wird, weist dies darauf hin, dass Dichtungen beschädigt sind und eine Leckage verursachen, was einen unzureichenden Anziehhub bewirkt. Wie beispielsweise in den 12A bis 12E dargestellt ist, stoppt die Kolbenstange 11 zwischen dem ersten und zweiten Positionssensor 13 am Ende des Bewegungszykluses und wird als N2 = 2 und N1 = 1 von der CPU 23 festgestellt. Weiterhin startet, wie in den 13A bis 13E dargestellt ist, die Kolbenstange 11, um sich an eine Position zwischen dem ersten und zweiten Positionssensor 13 zu Beginn des Bewegungszykluses mit N2 = 2 und N1 = 0 zu bewegen und die Kolbenstange 11 stoppt zwischen dem ersten und zweiten Positionssensor 13 am Ende des Bewegungszykluses mit N2 = 2 und N1 = 0. Dies weist daraufhin, dass das Werkzeug 10 in einem nicht-normalen Zustand ist und undicht zu werden beginnt. Selbst wenn das Werkzeug 10 im Moment betriebsfähig ist, wird jedoch das Warnsignal aktiviert, um eine Wartung zu fordern. Falls die Kolbenstange 11 oberhalb des zweiten Positionssensors 13 gestoppt wird, weist dies darauf hin, dass das Werkzeug 10 ein ernsthaftes Undichtigkeitsproblem aufweist und das Warnsignal wird kontinuierlich ausgegeben, um den Benutzer zu einer unmittelbaren Abhilfe zu alarmieren.
Das Warngerät kann ein Summer 241 sein, der einen Ton oder ein Geräusch generieren kann, sobald ein Überdruck erkannt wird, die kumulierte Zyklusanzahl die vorbestimmten Zyklen für eine Wartung erreicht hat oder die Kolbenstange 11 nicht mehr zu ihrer normalen Position zurückkehrt. Die Warnvorrichtungen umfassen weiterhin ein Leuchtsignal (z. B. eine LED) 242, das blinken kann, wenn die oben genannten Abnormalitäten auftreten.
Die Eingabemittel 214 umfassen eine Vielzahl an Tasten. Der digitale Anzeigeapparat 20 kann mit dem Werkzeug 10 über Kabel oder kabellos kommunizieren.
In der 7 ist ein Flussdiagramm der Erfindung veranschaulicht. P gibt den hydraulischen oder pneumatischen Eingangsdruck P an, P_max gibt den maximalen Überdruck an, F gibt die Anziehkraft an, P_p-set gibt die obere Druckgrenze des Werkzeugs 10 an, N_max gibt die kumulierte Zyklusanzahl an, N1 gibt die Zyklusanzahl an, die durch den ersten Positionssensor 13 detektiert wird, N2 gibt die Zyklusanzahl an, die durch den zweiten Positionssensor 13 detektiert wird, und N_p-set gibt die Zyklusanzahl an, um eine Wartung anzufordern. Somit wird das Überdruckbestimmungsmodul bestimmen, ob der Betriebsdruck den maximalen Sicherheitswert überschreitet, wobei die CPU 23 den Datensatz des Überdrucks jedes Mal speichern und gleichzeitig Warnsignale ausgeben wird und nur den höchsten Überdruck P_max im Überdruckanzeigebereich 213 darstellen wird. Dies wird dabei helfen, umstrittene Garantieansprüche und alle relevante Verantwortlichkeiten zu klären. Wie in den 8 und 9A bis 9D dargestellt ist, steht die Anziehkraft für das Befestigungsmittel des Werkzeugs 10 eng mit dem hydraulischen oder pneumatischen Druck und dem eingesetzten Durchmesser des Kolbens und der Kolbenstange in Verbindung. In den 9A und 9B gibt z. B. A_A den Querschnittsbereich des pneumatischen Kolbens für einen pneumatisch-hydraulischen Antriebsmechanismus eines Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel an und a_A gibt den Querschnittsbereich der pneumatischen Kolbenstange an und A_H gibt den Querschnittsbereich eines hydraulischen Kolbens an und a_H gibt den Querschnittsbereich für eine hydraulische Kolbenstange an. Für das Werkzeug 10, das hydraulisch oder pneumatisch angetrieben wird, wird der Druck P auf den pneumatischen Kolben ausgeübt und die Kolbenstange wird nach oben gedruckt, um den Druck des hydraulischen Fluids in dem hydraulischen Zylinder zu erhöhen (s. 9B). Und im Gegenzug wird der hydraulische Kolben durch das hydraulische Fluid gedruckt, um eine Anziehkraft F auf das Befestigungsmittel auszuüben. Die Anziehkraft F und der Druck P können durch folgenden Ausdruck ausgedruckt werden:
Wobei P × A_A/aA der hydraulische Druck P_H ist, der in dem hydraulischen Zylinder aufgebaut ist. Die CPU 23 kann basierend auf dem Wert, der durch das Überdruckerkennungsmodul ermittelt wurde, bestimmen, ob der pneumatische Eingangsdruck P und der hydraulische Eingangsdruck P_H innerhalb der Sicherheitsgrenzen sind oder nicht.
In der Gleichung 1 sind A_A, a_A, A_H, a_H bekannte Parameter, wenn das Werkzeug konstruiert ist. Somit kann die Gleichung 1 zu F = C_A-H × P umgeschrieben werden, wobei C_A-H = (A_A/a_a) × (A_H – a_H) eine Konstante ist, die als ein Parameter betrachtet wird, um in F = C_A-H × P als Parameter eingesetzt zu werden. Somit kann der Druck in dem Werkzeug 10, der durch den Drucksensor in dem Werkzeug 10 ermittelt wurde, in eine Anziehkraft F konvertiert werden.
Für das pneumatische Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel ist F = P(AA – aA) = CA × P (Gleichung 2)
Für das hydraulische Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel ist F = P(AH – aH) = CH × P (Gleichung 3)
Aus den Gleichungen 1, 2 und 3 ergibt sich, dass der Druck P proportional zur Anziehkraft F ist. D. h., je höher der Druck ist, umso größer ist die Anziehkraft.
Kurz gesagt, der Drucksensor 12 ermittelt den Druck des hydraulischen oder pneumatischen Fluids, der in dem Werkzeug 10 herrscht. Die CPU 23 wird eine entsprechende Anziehkraft F berechnen. Die Anzeige 21 zeigt den Druck und die entsprechende Anziehkraft F an. Die CPU 23 bestimmt weiterhin, ob der Eingangsdruck des Werkzeugs die ausgelegte Druckgrenze überschreitet. Falls es eine Abnormalität gibt, werden das Leuchtsignal 242 und der Summer 241 aktiviert, um Warnsignale auszugeben. Die Positionssensoren 13 können die Kolbenposition erkennen. Die CPU 23 kann weiterhin die kumulierte Zyklusanzahl des Werkzeugs 10 berechnen und bestimmen, ob der Kolben zu seiner normalen Position am Ende von jedem Bewegungszyklus zurückgekehrt ist. Sowohl das Leuchtsignal 242 als auch der Summer 241 werden aktiviert, um Warnsignale auszugeben, wenn die kumulierte Zyklusanzahl die vorherbestimmten Zyklen für eine Wartung erreicht haben oder wenn der Kolben nicht zu seiner normalen Position am Ende von jedem Bewegungszyklus zurückkehrt.
Während die Erfindung in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass die Erfindung mit Modifikationen eingesetzt werden kann, die im Wesen und Umfang unter die beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Digitaler Anzeigeapparat für ein Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel, um ein Befestigungsmittel (z. B. eine Niete, eine Blindniete oder einen Blindgewindeeinsatz), einzusetzen, das durch eine pneumatische, hydraulische oder pneudraulische Energie angetrieben wird, umfassend: eine Energieversorgung; eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU); einen Drucksensor; eine Vielzahl an Positionssensoren; eine Anzeige; und ein Eingabemittel; wobei die Energieversorgung betreibbar ist, um den digitalen Anzeigeapparat mit Energie zu versorgen; wobei der Drucksensor elektrisch mit der CPU zur Datenkommunikation verbunden ist; wobei das Eingabemittel elektrisch mit der CPU verbunden ist; wobei die Anzeige elektrisch mit der CPU verbunden ist, um Information von dieser darzustellen; wobei der Drucksensor betreibbar ist, um den Druck des hydraulischen oder pneumatischen Fluids zu ermitteln, das in das Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmittel eintritt; wobei die CPU ein Druck- und Anziehkraftberechnungsmodul, ein Einheitenumwandlungsmodul, ein Überdruckbestimmungsmodul, ein Zyklusanzahlzählmodul und ein Detektionsmodul für die Detektion eines abnormalen Hubs umfasst; wobei die Anzeige einen Druckanzeigebereich zum Darstellen des hydraulischen oder pneumatischen Drucks, einen Anziehkraftanzeigebereich zum unmittelbaren Darstellen der entsprechenden Druckkraft, einen nicht-rückstellbaren Überdruckanzeigebereich, der den höchsten Werkzeugeingangsdruck darstellt, und einen nicht-rückstellbaren Zyklusanzahlanzeigebereich umfasst, der die kumulierte Zyklusanzahl darstellt; und wobei das Eingabemittel betreibbar ist, um Parameter einzugeben, um den hydraulischen oder pneumatischen Druck in eine entsprechende Anziehkraft umzuwandeln, um eine vorbestimmte höchste Arbeitsdruckgrenze zur Beurteilung des Überdrucks einzugeben, um eine vorbestimmte Zyklusanzahl zur Erinnerung an eine Wartung einzugeben und um bevorzugte Druckeinheiten und Anziehkrafteinheiten auszuwählen.
Digitaler Anzeigeapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CPU weiterhin ein Druck- und Anziehkraftberechnungsmodul umfasst, das unmittelbar die Anziehkraft entsprechend des Eingangsdrucks des Werkzeugs auf Grund der beim Zusammenbau des Werkzeugs individuell eingegebenen Auslegungsparameter für verschiedene Größen oder Spezifikationen des Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel darstellt, wobei die Parameter von Werkzeug zu Werkzeug entsprechend des Arbeitsoberflächenbereichs, wo der Druck aufgebracht wird, kalkuliert werden.
Digitaler Anzeigeapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CPU weiterhin ein Einheitenumwandlungsmodul zur Auswahl bevorzugter Einheiten des Drucks oder der Anziehkraft umfasst.
Digitaler Anzeigeapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CPU weiterhin ein Überdruckbestimmungsmodul umfasst, um zu bestimmen, ob der Eingangsdruck des hydraulischen oder pneumatischen Fluids, der durch den Drucksensor ermittelt wird, größer als ein vorbestimmter Sicherheitswert ist oder nicht, und um diesen als maximalen Druckwert abzuspeichern, wobei die Anzeige weiterhin einen Überdruckanzeigebereich zum Darstellen des maximalen Druckwerts umfasst, und wobei der digitale Anzeigeapparat weiterhin Warnmittel zum Ausgeben eines Warnsignals umfasst, wenn der maximale Druckwert größer als der vorbestimmte Sicherheitswert ist.
Digitaler Anzeigeapparat nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die CPU weiterhin ein Zyklusanzahlzählmodul zum Erfassen der Zyklusanzahl des Anziehwerkzeugs für ein Befestigungsmittel während des Anziehens eines Befestigungsmittels basierend auf den durch die Positionssensoren erkannten Bewegungen einer Kolbenstange umfasst, die sich in dem Anziehwerkzeug für ein Befestigungsmit tel hin und her bewegt, und wobei das Display weiterhin einen kumulierten Zyklusanzahlanzeigebereich zum Darstellen der kumulierten Zyklusanzahl des Anziehwerkzeuges für ein Befestigungsmittel umfasst, so dass das Warnmittel zum Ausgeben eines Warnsignals betreibbar ist, wenn die kumulierte Zyklusanzahl vorbestimmte Zyklen für eine Wartung erreichen.
Digitaler Anzeigeapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CPU weiterhin ein Detektionsmodul für die Detektion eines abnormalen Hubs umfasst, um zu bestimmen, ob der Kolben, wie durch die Positionssensoren ermittelt, in einer vorbestimmten Position am Ende oder am Start eines Hubs angeordnet ist, so dass das Warnmittel zum Ausgeben eines Warnsignals betreibbar ist, wenn der Kolben nicht in der vorbestimmten Position am Ende oder am Start des Hubs angeordnet ist und zur Warnung vor einem unzureichenden Hub oder einer Ölundichtigkeit vor einer periodischen Wartung dient.
Digitaler Anzeigeapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CPU weiterhin ein Einheitenumwandlungsmodul zur schnellen Einheitenumwandlung des Drucks und der Anziehkraft bei Bedienung des Eingabemittels umfasst.
Digitaler Anzeigeapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung entweder eine Einheit ist, die ein Ladegerät und eine wiederaufladbare Batterie umfasst, oder eine Einwegzelle ist.
Digitaler Anzeigeapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnmittel einen Summer oder ein Leuchtsignal umfasst.
Digitaler Anzeigeapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabemittel eine Vielzahl an Tasten umfasst.