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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Hydraulikwerkzeug sowie eine hydraulisch betätigbare Werkzeugaufnahme. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Hydraulikgerät, welches als Niet-, Press- oder Spreizwerkzeug ausgebildet ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Hydraulisch betätigte Werkzeuge zum Erzeugen von hohen Kräften sind bekannt. Dabei handelt es sich meist um pneumatisch/hydraulisch angetriebene Werkzeuge.
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Ein Pneumatikkolben wird dabei über die angeschlossene Druckluft bewegt, welcher mit einem wesentlich kleineren Hydraulikkolben gekoppelt ist. Über das so entstehende Übersetzungsverhältnis lassen sich im Hydraulikbereich hohe Drücke erzeugen. Über den Hydraulikkolben kann mithin ein Niet-, Press- oder Spreizwerkzeug angetrieben werden.
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Das Dokument
EP 2 565 469 A2 (WSEngineering GmbH & Co. KG) zeigt eine Zug- oder Pressvorrichtung, welche einen hydraulischen Druckerzeuger umfasst.
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Ein derartiger hydraulischer Druckerzeuger ist als hydraulische Pumpe ausgebildet, das heißt, Pneumatikkolben und damit auch der gekoppelte Hydraulikkolben arbeiten oszillierend und es wird über den Hydraulikkolben Hydraulikflüssigkeit über ein Ventil gepumpt.
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Die Hydraulikflüssigkeit kann wiederum in einem hydraulischen Werkzeug, welches mit dem Druckerzeuger gekoppelt wird, einen Kolben bewegen, um eine Zug- oder Pressvorrichtung anzutreiben. Dieser Kolben hat in der Regel wiederum einen größeren Durchmesser als der Hydraulikkolben des Druckerzeugers. Durch die daraus resultierende Übersetzung kann eine sehr hohe Kraft erzeugt werden.
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Aufgrund dieser Konstruktionsweise lässt sich der Hydraulikkolben des Werkzeugs durch die Hydraulikflüssigkeit nur in eine Richtung bewegen.
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Das Rücksetzen des Kolbens muss daher anders erfolgen, beispielsweise mechanisch über eine Feder.
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Für viele Anwendungsfälle ist es aber erwünscht, dass auch das Rücksetzen des Hydraulikkolbens des Werkzeugs mit hoher Kraft erfolgt, was sich mechanisch, beispielsweise über eine Feder, nicht realisieren lässt.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu reduzieren.
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Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, ein System bereit zu stellen, bei welchem sich der Hydraulikkolben eines Niet-, Spreiz- oder Drückwerkzeugs mit hoher Kraft rücksetzen lässt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch eine hydraulische betätigte Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1 sowie durch ein Hydraulikwerkzeug nach Anspruch 8 gelöst.
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Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Gegenstand der Unteransprüche zu entnehmen.
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Die Erfindung betrifft eine hydraulische betätigte Werkzeugaufnahme. Diese umfasst einen hydraulisch bewegbaren Arbeitskolben, welcher mit einem Werkzeug, beispielsweise einem Niet-, Spreiz- oder Druckwerkzeug gekoppelt werden kann.
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Die Werkzeugaufnahme umfasst des Weiteren einen Hydraulikanschluss zur hydraulischen Verbindung mit einem Druckerzeuger. Der Hydraulikanschluss ist vorzugsweise als selbstschließende Schnellkupplung ausgebildet. Über den Hydraulikanschluss kann im angeschlossenen Zustand Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum des Arbeitskolbens einfließen und beim Rücksetzen des Arbeitskolbens wieder zurück fließen.
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Die Verbindung zwischen der Werkzeugaufnahme und dem Druckerzeuger ist lösbar, die Werkzeugaufnahme kann mithin von dem vorzugsweise als hydraulische Pumpe arbeitenden Druckerzeuger abgenommen werden.
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Gemäß der Erfindung ist der Arbeitskolben hydraulisch in beide Richtungen bewegbar.
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Hierzu kann Hydraulikflüssigkeit von zwei Seiten in den Arbeitsraum einfließen. Das Rücksetzen des Arbeitskolbens erfolgt mithin ebenfalls über Hydraulikflüssigkeit, wodurch auch beim Rücksetzen hohe Kräfte erzeugt werden können.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Werkzeugaufnahme des Weiteren einen Pneumatikkolben sowie einen Druckluftanschluss. Der Pneumatikkolben ist über durch den Druckluftanschluss einströmende Luft bewegbar und erzeugt über einen Sekundärkolben Druck in einem Hydraulikbereich der Werkzeugaufnahme. Das Rücksetzen erfolgt mithin über eine von dem Druckerzeuger separate pneumatisch/hydraulisch ausgebildete Vorrichtung.
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Der Pneumatikkolben ist größer ausgebildet als der Sekundärkolben. Über dieses Übersetzungsverhältnis, welches vorzugsweise zwischen 1:5 und 1:20 liegt, kann hoher Druck im Hydraulikbereich erzeugt werden.
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Dieser Druck kann den Arbeitskolben des Werkzeugs in die andere Richtung bewegen.
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Durch die Verwendung eines weiteren Pneumatikkolbens, also eines pneumatisch angetriebenen Druckübersetzers, der nicht der Druckerzeugung im Druckerzeuger dient, wird zudem ermöglicht, dass die Umsteuerung über Pneumatikventile im Druckerzeuger und/oder in der Werkzeugaufnahme erfolgen kann. Aufgrund der am Pneumatikkolben anliegenden viel niedrigeren Drücke ist eine wesentlich einfachere Ausgestaltung der Umsteuerung möglich, als wenn diese über Hydraulikventile realisiert werden müsste.
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Das Rücksetzen des Pneumatikkolbens erfolgt vorzugsweise über den Hydraulikanschluss. Pumpt also beim Betätigen des Werkzeugs der Druckerzeuger Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum des Arbeitskolbens des Werkzeugs, so wird beim Vorsetzen des Arbeitskolbens Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum des Sekundärkolbens gedrückt, welcher mit dem Pneumatikkolben gekoppelt ist und diesen rücksetzt.
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Das Vorsetzen des Arbeitskolbens erfolgt also über den Druckerzeuger, welcher oszillierend arbeitet, wohingegen das Rücksetzen über einen separaten Pneumatik-/Hydraulikkolben erfolgt, welcher vorzugsweise nicht als oszillierende Pumpe arbeitet. Ein Arbeitsgang des Pneumatik-/Hydraulikkolbens entspricht mithin einem Arbeitsgang des Arbeitskolbens.
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Die zum Rücksetzen aufgebrachten Kräfte können daher geringer sein, sind gegenüber einem mechanischen Rücksetzen, beispielsweise mittels einer Spiralfeder, aber deutlich höher. Es können insbesondere Rückstellkräfte von mehr als 1000 N, vorzugsweise mehr als 5000 N aufgebracht werden.
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Der Arbeitskolben ist vorzugsweise neben dem Pneumatikkolben angeordnet.
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So kann der Pneumatikkolben zum Antrieb des Sekundärkolbens insbesondere neben dem Druckerzeuger angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Werkzeugaufnahme derart ausgebildet, dass das Gehäuse des Pneumatikkolbens sowohl rechts als auch links neben dem Druckerzeuger angeordnet sein kann. So kann der Benutzer, je nachdem ob der Rechts- oder Linkshänder ist, das Gehäuse des Pneumatikkolbens auf der Seite anordnen, wo es am wenigsten stört.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Hydraulikwerkzeug, insbesondere ein Niet-, Press- oder Spreizwerkzeug, welches vorstehend hydraulisch betätigte Werkzeugaufnahme sowie einen Druckerzeuger umfasst, welcher über den Hydraulikanschluss mit der hydraulisch betätigbaren Werkzeugaufnahme gekoppelt ist.
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Der Hydraulikanschluss dient vorzugsweise gleichzeitig dem mechanischen Verbindungen und ist vorzugsweise als Schnellkupplung ausgebildet.
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Bei einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung ist die hydraulisch betätigte Werkzeugaufnahme über einen Pneumatikanschluss mit dem Druckerzeuger verbunden, wobei das Vor- oder Rücksetzen einer Werkzeughalterung über den Pneumatikanschluss steuerbar ist.
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Der Druckerzeuger weist einen Pneumatikanschluss auf, welcher mit einer Steuerleitung verbunden ist. Über diese Steuerleitung kann dem Pneumatikanschluss der Werkzeugaufnahme Druckluft zugeführt werden und so der Pneumatikanschluss der Werkzeugaufnahme gesteuert werden.
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Vorzugsweise wird die Werkzeughalterung über den Arbeitskolben, welcher über den Hydraulikanschluss mit Druck versorgt wird, in eine Richtung bewegt, also insbesondere vorgesetzt.
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Das Bewegen in die andere Richtung, also das Rücksetzen, erfolgt dagegen über den Pneumatikkolben der Werkzeughalterung, welcher mit einem Sekundärkolben gekoppelt ist, der in einem Hydraulikbereich Druck erzeugt und den Arbeitskolben auf der gegenüberliegenden Seite durch Einleiten von Hydraulikflüssigkeit bewegt.
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Der Druckerzeuger kann ein Entlastungsventil aufweisen, welches beim Betätigen einer Betätigungseinrichtung schließt, wodurch ein Bypass geschlossen wird und Hydraulikfluid zum Werkzeug gefördert wird. Es versteht sich, dass in der Regel nicht andauernd im Hydraulikbereich des Druckerzeugers Druck anliegt und lediglich ein Ventil geschlossen wird, sondern das der Druckerzeuger eine entsprechende Steuerung aufweist, welche beim Schließen des Entlastungsventils den als hydraulische Pumpe arbeitenden Druckerzeuger in Gang setzt. Eine derartige Steuerung ist dem Fachmann aus der
EP 2 565 469 A2 bekannt.
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Durch das einströmende Hydraulikfluid wird der Arbeitskolben der Werkzeugaufnahme in eine Richtung bewegt, also insbesondere vorgesetzt.
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Gleichzeitig ist der Druckerzeuger vorzugsweise derart ausgebildet, dass an einen Pneumatikanschluss, über den Druckluft zum Pneumatikkolben der Werkzeugaufnahme geleitet wird, kein Druck anliegt.
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Wird nunmehr die Betätigungseinrichtung losgelassen bzw. soll das Werkzeug zurück gesetzt werden, öffnet das Entlastungsventil. Gleichzeitig wird Druck in einem pneumatischen Steuerkanal des Druckerzeugers aufgebaut, welcher mit dem Pneumatikanschluss der Werkzeugaufnahme verbunden ist.
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Der Erfindung kommt dabei zugute, dass bei einem gattungsgemäß ausgebildeten Druckerzeuger ohnehin pneumatische Steuerkanäle vorhanden sind, in denen beim Betätigen des Werkzeugs kein Druck anliegt. Ein derartiger pneumatischer Steuerkanal muss also lediglich mit einem Druckluftanschluss verbunden werden.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung soll im Folgenden, Bezug nehmend auf ein anhand der Zeichnungen 1 bis 6 schematisch ausgeführtes Ausführungsbeispiel, näher erläutert werden.
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1 und 2 zeigen eine Werkzeugaufnahme 1 in einer Schnittansicht, wobei ein mit der Werkzeugaufnahme 1 gekoppelter Druckerzeuger 2 nur als Funktionsdiagramm dargestellt ist.
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Die Werkzeugaufnahme 1 umfasst einen Hydraulikanschluss 3, welcher als Schnellkupplung ausgebildet ist und mit welchem die Werkzeugaufnahme 1 fest mit dem Druckerzeuger 2 verbunden werden kann.
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Über den Hydraulikanschluss 3, welcher selbstschließend ausgebildet ist, kann über den Druckerzeuger 2, welcher als hydraulische Pumpe 17 arbeitet, Hydraulikflüssigkeit in die Werkzeugaufnahme 1 gelangen.
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Die Darstellung in 1 zeigt den Zustand des Werkzeugs in nicht betätigtem Zustand, das heißt, der Arbeitskolben 4, welcher mit der Werkzeughalterung 6 verbunden ist, befindet sich im rückgesetzten Zustand.
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Zu erkennen ist, dass sich der Arbeitskolben 4 in der hintersten Position des Arbeitsraums 7 befindet.
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Die Werkzeughalterung 6 wird im Gehäuse 5 geführt, in welchem auch der Arbeitsraum 7 des Arbeitskolbens 4 angeordnet ist.
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An der Werkzeughalterung 6 können beispielsweise Nietwerkzeuge, oder Presswerkzeuge, beispielsweise auch zum Auspressen von Karosseriekleber und Dichtungsmassen, angeordnet sein.
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Seitlich versetzt vom Gehäuse 5 des Arbeitskolbens 4 befindet sich ein weiteres Gehäuse 8, in welchem der Arbeitsraum 9 eines Pneumatikkolbens 14 angeordnet ist. Der Pneumatikkolben 14 ist mit einem als Hydraulikkolben ausgebildeten Sekundärkolben 10 gekoppelt.
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Über die gestrichelten Kreise wird das Übersetzungsverhältnis symbolisiert. Dieses hat in diesem Ausführungsbeispiel einen Faktor von 10 bis 15.
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Weiter umfasst das Gehäuse 8 einen Druckluftanschluss 13, über den Druckluft dem Arbeitsraum 9 des Pneumatikkolbens 14 zuführbar ist.
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Bei anliegender Druckluft können so über den Sekundärkolben 10 im Hydraulikbereich 11 mindestens 50 bar Druck erzeugt werden.
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Der Hydraulikbereich 11 ist als Kanal ausgebildet, welcher mit dem Arbeitsraum 7 des Arbeitskolbens 4 verbunden ist.
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Der Sekundärkolben 10 hat einen kleineren Durchmesser als der Arbeitskolben 4, dafür aber einen entsprechend längeren Weg, so dass bei einmaligen Vorsetzen des Pneumatikkolben 14 derart viel Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum 7 gelangt, dass der Arbeitskolben 4 vollständig rückgesetzt wird.
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Zu erkennen ist weiter eine Entlüftungsschraube 12, über die der Hydraulikbereich 11 der Werkzeugaufnahme 1 befüllt und entlüftet werden kann.
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Der Druckerzeuger 2 umfasst einen Druckluftanschluss 16 sowie ein Wegeventil 15, in diesem Ausführungsbeispiel ein 4/2-Wegeventil.
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Im hier dargestellten nicht betätigten Zustand wird über das Wegeventil 15 Druckluft am Druckluftanschluss 13 angelegt, so dass der Pneumatikkolben 14 vorgesetzt wird und, wie vorstehend ausgeführt, den Arbeitskolben 4 rücksetzt.
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Die hydraulische Pumpe 17 ist dagegen nicht angesteuert, es wird mithin keine Hydraulikflüssigkeit durch den Hydraulikanschluss 3 gepumpt.
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2 entspricht 1, wobei nunmehr Werkzeugaufnahme 1 und Druckerzeuger 2 im betätigten Zustand dargestellt sind.
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Über das Wegeventil 15 wird über einen pneumatischen Steuerkanal (nicht dargestellt) die hydraulische Pumpe 17 betätigt und fördert Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum 7 des Arbeitskolbens 4. Die Werkzeugaufnahme 6 wird mithin vorgesetzt.
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Dargestellt ist die vordere Endposition des Arbeitskolbens 4.
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Gleichzeitig ist das Wegeventil 15 derart geschaltet, dass nunmehr am Druckluftanschluss 13 kein Druck mehr anliegt.
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Der Sekundärkolben 10 und damit auch der Pneumatikkolben 14 wurde über rückströmende Hydraulikflüssigkeit, welche der Arbeitskolben 4 aus dem Arbeitsraum 7 verdrängt hat, rückgesetzt.
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3 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme.
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Zu erkennen ist das zylindrische Gehäuse 5 des Arbeitskolbens. An diesem Gehäuse befindet sich der als Schnellkopplung ausgebildete Hydraulikanschluss 3, mittels dessen die Werkzeugaufnahme mit einem Druckerzeuger verbunden wird.
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An der Werkzeughalterung 6 können Niet-, Spreiz- oder Drückwerkzeuge angebracht werden.
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Seitlich und nach hinten versetzt von dem Gehäuse 5 befindet sich das Gehäuse 8 des Pneumatikkolbens.
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Im angekoppelten Zustand ist dieses neben dem Druckerzeuger angeordnet.
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Diese Darstellung verdeutlicht, dass das System modular ausgebildet ist. Weiter wird deutlich, dass für das hydraulische Rücksetzen des Werkzeugs zusätzlich lediglich das Gehäuse 8 des Pneumatikkolbens Raum einnimmt, welches sich in einem vorderen Bereich verjüngt, in welchem der kleinere hydraulische Sekundärkolben angeordnet ist. Das Gehäuse 5 des Arbeitskolbens zum Antrieb des Werkzeugs wäre nämlich ohnehin erforderlich.
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4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Druckerzeugers.
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Der Druckerzeuger entspricht von seiner Funktion her im Wesentlich dem in der
EP 2 565 469 A2 beschriebenen Druckerzeuger, wobei allerdings der hier dargestellte Druckerzeuger zweistufig ausgebildet ist, wofür es für die Erfindung aber nicht ankommt.
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Der Druckerzeuger 2 ist als Handgerät ausgebildet und weist einen rückseitigen Druckluftanschluss 16 auf.
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Über eine an einem Griff 18 angebrachte Betätigungseinrichtung 20 kann ein Schaltventil 23 geöffnet werden. Dieses Schaltventil 23 dient der Steuerung des als pneumatische Pumpe arbeitenden Druckerzeugers.
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Über den Hydraulikanschluss 19 wird der Druckerzeuger mit der in 3 dargestellten Werkzeugaufnahme verbunden.
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Der Druckerzeuger 2 umfasst ein Entlastungsventil 21, welches bei Betätigung der Betätigungseinrichtung 20 geöffnet wird, gleichzeitig fängt das Werkzeug an, als pneumatische Pumpe zu arbeiten und fördert über den Hydraulikanschluss 19 Hydraulikflüssigkeit.
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Der mit dem Steuerventil 23 verbundene Steuerkanal 22 ist nur mit Druckluft beaufschlagt, wenn die Betätigungseinrichtung 20 nicht betätigt ist.
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Sodann kann über den Pneumatikanschluss 24 Druckluft austreten.
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Der Pneumatikanschluss 24 wird im zusammen gebauten Zustand mittels eines Druckluftschlauchs (nicht dargestellt) mit dem Pneumatikanschluss der Werkzeugaufnahme verbunden (13 in 1).
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Zu erkennen ist weiter ein Pneumatikventil 25, welches als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist und über die Halbwelle 26 betätigt wird. Über dieses Ventil kann der Pneumatikanschluss 24 und gleichzeitig eine Steuerleitung zum Entlastungsventil 21 verschlossen werden.
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Das Pneumatikventil 25 dient mithin zum Stillstellen des Werkezeugs sowohl beim Vor- als auch beim Rücksetzen.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 4 dargestellten Druckerzeugers.
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Zu erkennen ist das Gehäuse mit der Schnellkupplung 18 und die am Griff angebrachte Betätigungseinrichtung 20.
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Weiter zu erkennen ist eine Sicherheitsbetätigungseinrichtung 28. Nach Benutzen des Werkzeuges muss der Hebel der Sicherheitsbetätigungseinrichtung 28 wieder umgelegt werden, um erneut damit arbeiten zu können.
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Zu erkennen sind weiter zwei Hebel 27, welche mit der in 4 dargestellten Halbwelle verbunden sind und mittels der das Werkzeug sowohl beim Vor- als auch beim Rücksetzen angehalten werden kann.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines montierten Hydraulikwerkzeugs 30, bei welchem die zuvor dargestellte Werkzeugaufnahme 1 mit dem Druckerzeuger 2 gekoppelt ist. Zu erkennen ist insbesondere der Druckluftschlauch 29, über welchen das Gehäuse 8 des Pneumatikzylinders mit dem Druckerzeuger 2 verbunden ist.
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Durch die Erfindung konnte ein Werkzeugsystem bereitgestellt werden, welches aufgrund der verwendeten oszillierenden Pumpe sehr große Drücke im Hydraulikbereich erzeugt und damit trotz des kompakten Aufbaus sehr hohe Kräfte ermöglicht. Gleichzeitig konnte die Funktionalität so auf sehr einfache Weise durch ein hydraulisches Rücksetzen mit hoher Kraft erweitert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkzeugaufnahme
- 2
- Druckerzeuger
- 3
- Hydraulikanschluss
- 4
- Arbeitskolben
- 5
- Gehäuse
- 6
- Werkzeughalterung
- 7
- Arbeitsraum
- 8
- Gehäuse (Pneumatikzylinder)
- 9
- Arbeitsraum
- 10
- Sekundärkolben
- 11
- Hydraulikbereich
- 12
- Entlüftungsschraube
- 13
- Druckluftanschluss
- 14
- Pneumatikkolben
- 15
- Wegeventil
- 16
- Druckluftanschluss
- 17
- hydraulische Pumpe
- 18
- Griff
- 19
- Hydraulikanschluss
- 20
- Betätigungseinrichtung
- 21
- Entlastungsventil
- 22
- Steuerkanal
- 23
- Schaltventil
- 24
- Pneumatikanschluss
- 25
- Pneumatikventil
- 26
- Halbwelle
- 27
- Hebel
- 28
- Sicherheitsbetätigungseinrichtung
- 29
- Druckluftschlauch
- 30
- Hydraulikwerkzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2565469 A2 [0004, 0034, 0069]
