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Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Pressgerät, insbesondere zum Verpressen von Rohrfittings oder Kabelschuhen.
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Elektrohydraulische Pressgeräte weisen mehrere, mindestens zwei zueinander bewegbare Pressbacken auf. Hierbei kann eine der Pressbacken feststehend ausgebildet sein. Auch können mehrere Pressbacken in Form einer Pressbackenkette ausgebildet sein. Mit Hilfe einer Hydraulikeinheit werden die Pressbacken relativ zueinander bewegt, um beispielsweise ein Rohrfitting zu verpressen. Die Hydraulikeinheit wird mittels einer Hydraulikpumpe angetrieben. Mit Hilfe der Hydraulikpumpe wird ein Hydraulikfluid aus einem Reservoir in eine Druckkammer der Hydraulikeinheit gepumpt. Der Antrieb der Hydraulikpumpe erfolgt mit Hilfe eines Elektromotors. Insbesondere beim Verpressen von Rohrfittings mit großem Durchmesser ist es erforderlich, hohe Kräfte zu erzeugen. Hierzu weist die Hydraulikpumpe beispielsweise einen Förderkolben auf, der mit Hilfe eines Exzenters betrieben wird. Der Exzenter ist hierbei unmittelbar mit der Abtriebswelle des Elektromotors verbunden. Zum Erzeugen hoher Drücke mit bekannten Einkolbenpumpen muss der Hub sowie der Durchmesser des Förderkolbens derart ausgelegt werden, dass das Fördervolumen stark abnimmt. Dies hat zur Folge, dass sich die Verpressgeschwindigkeit stark verlängert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrohydraulisches Pressgerät zu schaffen, mit dem bei möglichst hohen Verpressgeschwindigkeiten, d. h. möglichst hohen Fördervolumina, hohe Drücke erzeugt werden können.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Das erfindungsgemäße elektrohydraulische Pressgerät, das insbesondere zum Verpressen von Rohrfittings geeignet ist, weist mehrere relativ zueinander bewegbare Pressbacken auf. Die Bewegung der Pressbacken wird mit Hilfe einer Hydraulikeinheit realisiert, wobei die Hydraulikeinheit zumindest eine der Pressbacken bewegt. Ferner weist das Pressgerät einen Elektromotor auf, der eine Hydraulikpumpe zum Fördern von Hydraulikfluid aus einem Reservoir in eine Druckkammer der Hydraulikeinheit antreibt. Erfindungsgemäß weist die Hydraulikpumpe mindestens zwei jeweils in einem Zylinderraum angeordnete Förderkolben auf. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen von mehreren Förderkolben ist es möglich, den realisierbaren Pressdruck des Pressgerätes zu erhöhen, wobei weiterhin hohe Fördervolumina und somit hohe Verpressgeschwindigkeiten realisierbar sind. Mit einer erfindungsgemäßen Hydraulikpumpe mit mehreren Förderkolben ist es möglich, das Fördervolumen bei gleichzeitiger Druckerhöhung aufrecht zu erhalten.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die Förderkolben von einem gemeinsamen Mitnehmer bewegt. Hierdurch ist es möglich, eine Mehrkolben-Hydraulikpumpe bei geringem Bauraum zu realisieren. Vorzugsweise ist der Mitnehmer unmittelbar mit einer Motorwelle des Elektromotors gekoppelt bzw. verbunden. Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass der Mitnehmer mindestens ein Exzenterelement aufweist. Mit Hilfe des Exzenterelements erfolgt ein Verschieben des Förderkolbens. Hierbei kann ein Exzenterelement an dem Mitnehmer ausgebildet sein, durch das mehrere Förderkolben betätigt werden. Es ist auch möglich, dass mehrere, insbesondere zwei Exzenterelemente vorgesehen sind, wobei in bevorzugter Ausführungsform jeweils sämtliche Exzenterelemente alle Förderkolben betätigen. Es ist möglich, die einzelnen Förderkolben in mehreren Ebenen anzuordnen. Besonders bevorzugt ist jedoch die Anordnung der Förderkolben in einer Ebene. Hierdurch kann wiederum der Bauraum, insbesondere die Baulänge des Pressgerätes gering gehalten werden.
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Vorzugsweise sind alle Zylinderräume, in denen die Förderkolben angeordnet sind, insbesondere unmittelbar mit der Druckkammer verbunden. Das Bewegen der Förderkolben führt somit unmittelbar zu einem Fördern des Hydraulikfluids in die Druckkammer.
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Bei alternativen Ausführungsformen der Erfindung fördern nicht alle Förderkolben unmittelbar in die Druckkammer. Vielmehr ist es möglich, dass zumindest ein Zylinderraum mit einem anderen Zylinderraum verbunden ist. Dies hat zur Folge, dass ein Förderkolben aus einem Zylinderraum in einen anderen Zylinderraum fördert und dieser sodann das Hydraulikfluid beispielsweise wiederum in einen weiteren Zylinderraum oder in die Druckkammer fördert. Insofern ist es möglich, eine stufenweise Druckerhöhung des Fluids zu realisieren.
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Hierbei kann ein Förderkanal, der zwei Zylinderräume fluidisch verbindet, in einem Pumpengehäuse oder in den entsprechenden Förderkolben angeordnet sein. Insbesondere sind die entsprechenden Förderkolben als Hohlkolben ausgebildet.
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Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen unterschiedliche Zylinderräume unterschiedliche Volumina auf. Dies kann durch Veränderung des Durchmessers und/oder des Totraums erfolgen. Unterschiedliche Förderkolben-Zylinderraum-Paare weisen somit unterschiedliche Fördervolumina auf. Dies kann insofern vorteilhaft sein, dass bei in Reihe geschalteten Zylinderräumen eine stufenweise Druckerhöhung des Hydraulikfluids erfolgt, bevor dieses der Druckkammer zugeführt wird. Auch könnten die zwischen Zylinderräumen und der Druckkammer vorgesehenen Förderkanäle bzw. Förderleitungen mit Ventilen verschließbar sein, so dass mit Hilfe einer Steuerung nur ausgewählte Zylinderräume mit der Druckkammer verbunden sind. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, zu Beginn eines Verpressvorgangs ein möglichst hohes Fördervolumen und zum Ende eines Pressvorgangs einen möglichst hohen Druck zu realisieren. Verschlossene Fluidkanäle können sodann über eine Zweigleitung mit dem Reservoir verbunden sein, so dass von einem Förderkolben, der kein Fluid in die Druckkammer fördern soll, dieses in das Reservoir zurückgefördert wird.
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Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Mitnehmer, der vorzugsweise ein oder mehrere Exzenterelement aufweist, von einem Haltelement umgeben. Das ausschließlich translatorisch bewegbare Halteelement ist in beispielsweise einer Ausnehmung des Pumpengehäuses zur Führung angeordnet oder weist mit dem Pumpengehäuse zusammenwirkende Führungselemente auf. Das Halteelement nimmt die Förderkolben auf, wobei die Förderkolben vorzugsweise in dem Halteelement fixiert sind. Hierdurch ist es möglich, dass durch den Mitnehmer ein Bewegen der Förderkolben in beide Richtungen erfolgt und insofern eine Feder zum Zurückdrücken des Förderkolbens nicht erforderlich ist. Besonders bevorzugt ist es, dass die Förderkolben in jedem Betriebszustand an dem Mitnehmer anliegen bzw. von diesem gehalten sind. Dies ist insbesondere durch das Vorsehen eines erfindungsgemäßen Halteelements möglich.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines elektrohydraulischen Pressgeräts und
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2 eine Schnittansicht einer Linie II-II durch eine bevorzugte Ausführungsform der Hydraulikpumpe.
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In der stark vereinfachten Darstellung (1) sind die wesentlichen Bauteile eines elektrohydraulischen Pressgerätes dargestellt. Hierbei handelt es sich um einen Elektromotor 10, der ggf. unter Zwischenschaltung eines Getriebes eine Hydraulikpumpe 12 antreibt. Mit Hilfe der Hydraulikpumpe 12 wird aus einem Reservoir 14 Hydraulikfluid in eine Druckkammer einer Hydraulikeinheit 16 gepumpt. Die Hydraulikeinheit 16 weist üblicherweise einen Kolben auf, der durch das Hydraulikfluid betätigt wird, wobei ein Betätigen dieses Kolbens ein Schließen der Pressbacken oder einer Pressschlinge bewirkt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind schematisch zwei Pressbacken 18 dargestellt. Das Öffnen der Pressbacken 18 erfolgt üblicherweise durch Abschalten des Elektromotors 10 und Öffnen eines internen Hydraulikventils. Hierdurch kann durch eine Feder der in der Hydraulikeinheit 16 angeordnete Kolben zurückgedrückt werden. Dies bewirkt automatisch ein Zurückdrücken des Hydraulikfluids in das Reservoir 14.
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Erfindungswesentlich ist die Ausgestaltung der Hydraulikpumpe 12. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist diese in der schematischen Schnittansicht in 2 dargestellt.
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Die Hydraulikpumpe 12 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Förderkolben 20 auf, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die beiden Förderkolben 20 sind jeweils in einem Zylinderraum 22 angeordnet. Die Bewegung der beiden Kolben 20 erfolgt quer zur Längsachse in Richtung der Pfeile 24, wobei die beiden Förderkolben 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel koaxial zueinander angeordnet sind. Zum Fördern des Hydraulikfluids sind die Zylinderräume mit Förderkanälen 26, 28 verbunden. Die Förderkanäle 26, 28 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Druckkammer der Hydraulikeinheit 16 verbunden. Ferner sind die Zylinderräume 22 mit nicht dargestellten Förderkanälen verbunden, durch die das Förderfluid aus dem Reservoir 16 in die Zylinderräume 22 gesaugt wird. Ferner sind in den Förderkanälen beispielsweise mit Hilfe einer Steuereinrichtung geschaltete Ventile vorgesehen. Das beim Öffnen der Pressbacken 18 erforderliche Rückströmen des Fluids erfolgt vorzugsweise durch einen weiteren Kanal, der seitlich neben der Hydraulikpumpe 12 angeordnet ist. Selbstverständlich könnte das Fluid auch durch die Kanäle 26, 28 und die ebenfalls mit den Zylinderräumen 22 und dem Reservoir 14 verbundenen Kanäle erfolgen.
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Zum Fördern des Fluids aus den Zylinderräumen 22 in die Druckkammer werden im dargestellten Ausführungsbeispiel die Förderkolben 20 abwechselnd in 2 nach außen bewegt. Hierzu ist eine Motorwelle 30 des Elektromotors 10 fest mit einem Mitnehmer 34 verbunden, der im dargestellten Ausführungsbespiel ein Exzenterelement 36 aufweist bzw. einstückig mit diesem ausgebildet ist. Der im Querschnitt kreisförmige jedoch exzentrisch zu der Motorwelle 30 angeordnete Mitnehmer ist von einem Gleitring 38 umgeben. Der Gleitring 38 liegt an den beiden Innenseiten 40 der Förderkolben 20 an, wobei aufgrund der gewählten Konstruktion unabhängig von der Stellung der Förderkolben 20 stets eine Anlage zwischen der Innenseite 40 und dem Gleitring 38 realisiert ist. Hierzu ist ein rahmenförmiges Halteelement 42 vorgesehen, das in einer in dem Pumpengehäuse 44 vorgesehenen im Wesentlichen rechteckigen Ausnehmung 46 angeordnet ist. Hierbei ist eine Außenabmessung bzw. Breite des Halteelements derart gewählt, dass diese einer Innenabmessung der Ausnehmung 46 entspricht, wobei die andere Abmessung bzw. Breite der Ausnehmung 46 größer ist als diejenige des Halteelements. Dies hat zur Folge, dass das Halteelement nur in Richtung der Förderkolben 24 in dem Pumpengehäuse 44 verschoben werden kann. Aus der in 2 dargestellten Stellung kann das Halteelement nur in 2 nach oben in Richtung eines Pfeils 48 verschoben werden.
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Die Förderkolben 20 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in dem Halteelement 42 gehalten bzw. fixiert. Hierzu weisen die Förderkolben an ihrer Innenseite 40 eine kopfförmige Verdickung 50 auf, die innerhalb des rahmenförmigen Halteelements angeordnet ist. Durch den Gleitring 38 und das Vorsehen einer kopfförmigen Verdickung sind die Kolben 20 somit in dem Halteelement 42 fixiert.
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Durch Drehen der Motorwelle 30 erfolgt somit ein Drehen des fest mit der Motorwelle 30 verbundenen Exzenters 36. Dieser bewegt aufgrund der zwangsweisen Führung über das Halteelement 42 in der Ausnehmung 46 des Pumpengehäuses 44 die Förderkolben 20 in Richtung der Pfeile 24. Hierdurch erfolgt je nach Bewegungsrichtung der Förderkolben 20 ein Ansaugen von Hydraulikfluid aus dem Reservoir 44 oder ein Fördern von Hydraulikfluid durch die Kanäle 26, 28 in die Druckkammer der Hydraulikeinheit.
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Bei alternativen Ausführungsformen der Hydraulikpumpe 12 können auch mehr als zwei Förderkolben 20 vorgesehen sein.
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Ebenso ist es möglich, dass die Zylinderräume 22 nicht unmittelbar mit der Druckkammer der Hydraulikpumpe 16 verbunden sind, sondern beispielsweise ein Zylinderraum mit einem anderen Zylinderraum verbunden ist, der sodann erst mit der Druckkammer verbunden ist. Auch können Förderkolben 20 mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder unterschiedlichen Hüben vorgesehen sein.
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Neben dem Verwenden eines erfindungsgemäß ausgebildeten elektrohydraulischen Pressgeräts zum Verpressen von Rohrfittings sind entsprechende Pressgeräte mit einer Hydraulikpumpe mit mindestens zwei Förderkolben auch für Pressgeräte zur Verpressung von Kabelschuhen vorteilhaft. Dies liegt darin begründet, dass durch das Vorsehen mehrerer Förderkolben große Fördervolumina schnell erreicht werden können.
