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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft hydraulische Werkzeuge und insbesondere
ein Reservoir eines hydraulischen Werkzeugs.
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Das
U.S.-Patent 5,727,417 offenbart ein tragbares, Batterie-betriebenes
Crimpgerät
das ein hydraulisches Antriebsteil mit einer Taumelscheibe aufweist.
Die U.S.-Patente 5,472,322 und 5,272,511 offenbaren einen Hydraulikflüssigkeitstank
mit einer flexiblen Membran. Es besteht ein Bedürfnis, die Länge der
hydraulischen Werkzeuge zu verringern, um dabei das Gewicht der
Werkzeuge zu verringern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein hydraulisch betätigtes Handwerkzeug bereitgestellt, welches
Folgendes umfasst:
ein Gehäuse
mit einer entnehmbaren Batterie und einem elektrischen Motor, der
mit der Batterie verbunden ist; einen Rahmen, der mit der Batterie
und dem Motor mittels eines Rahmenelements, das mit dem hinteren
Ende des Rahmens in Verbindung steht, verbunden ist, wobei das Rahmenelement
ein Hydraulikflüssigkeitskreislaufsystem
und eine Hydraulikflüssigkeitspumpe,
die mit dem Motor verbunden ist, aufweist; einen Stößel, der
beweglich mit dem vorderen Ende des Rahmens verbunden ist und der
so ausgestaltet ist, dass er relativ zum Rahmen durch die Hydraulikflüssigkeit,
die von der Pumpe gepumpt wird, zu bewegen ist; und ein Hydraulikflüssigkeitsreservoir,
das mit der Pumpe verbunden ist; wobei das Flüssigkeitsreservoir durch eine
Außenfläche des
Rahmenelements entlang einer Bahn von wenigstens 180° relativ
zu einer Längsachse
des Werkzeugs und eine Rückhaltewand,
die mit dem Rahmenelement verbunden ist, vorgegeben ist, und wobei
das Reservoir sich nicht über
das hintere Ende des Rahmenelements hinaus erstreckt.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die
zuvor beschriebenen Aspekte und anderen Merkmale der Erfindung werden
in der nachfolgenden Beschreibung anhand der begleitenden Figuren
erläutert,
die Folgendes darstellen:
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1 ist
eine seitliche Aufsicht eines Batterie-betriebenen, hydraulischen
Crimp-Werkzeugs, bei dem Merkmale der vorliegenden Erfindung verwirklicht
sind;
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2 ist
eine Teilschnittansicht des in 1 gezeigten
Werkzeugs;
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3A ist
eine perspektivische Darstellung eines Teils einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3B ist
eine Teilschnittansicht des in 3A gezeigten
Werkzeugs;
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4A ist
eine perspektivische Darstellung eines Teils einer weiteren, anderen
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
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4B ist
eine Teilschnittansicht des in 4A gezeigten
Werkzeugs.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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1 ist
eine seitliche Aufsicht des Werkzeugs 10, bei dem Merkmale
der vorliegenden Erfindung verwirklicht sind. Obwohl die vorliegende
Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen
erläutert
werden wird, sollte deutlich werden, dass die vorliegende Erfindung
in vielerlei Gestalten einer anderen Ausführungsform verwirklicht werden
könnte.
Des Weiteren könnten
irgendeine geeignete Größe, Form
oder Art von Elementen oder Bauteilen oder Materialien verwendet
werden.
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Das
Werkzeug 10 ist ein Batterie-betriebenes, hydraulisches
Crimpwerkzeug. Jedoch könnten in
anderen Ausführungsformen
die Merkmale der vorliegenden Erfindung in hydraulischen Werkzeugen,
die nicht Batterie-betrieben sind und/oder in hydraulischen Werkzeugen,
die sich von Crimpgeräten für elektrische
Verbinder unterscheiden, verwendet werden. Das Werkzeug 10 umfasst
im Allgemeinen ein Gehäuse 12,
eine entnehmbare Batterie 14, einen elektrischen Motor 16,
eine hydraulische Pumpe 18, ein Hydraulikflüssigkeitsreservoir 20 und
einen Arbeitskopf 22 mit einem beweglichen Stößel 24.
Das Gehäuse 12 in
dieser Ausführungsform
bildet einen Griffabschnitt 26. Es kann jedoch irgendein
geeignetes Gehäuse
oder geeigneter Griff vorgesehen sein. Die Batterie 14 ist
bevorzugt eine entnehmbare, wieder aufladbare Batterie. Der elektrische
Motor 16 ist so ausgestaltet, dass er die Pumpe 18 in
Bewegung versetzt. Merkmale der vorliegenden Erfindung könnten jedoch
in einem manuell betätigten
Werkzeug oder einem elektrisch angetriebenen Werkzeug oder einem
elektrisch angetriebenen Werkzeug ohne Batterie verwendet werden.
Eine andere Ausführungsform
könnte
ebenso eine nicht-entnehmbare Batterie beinhalten. Der Arbeitskopf 22 beinhaltet
einen Rahmen 23, der eine Ambossfläche 28, dem vorderen Ende
des Stößels 24 gegenüberliegend,
bildet. In dieser Ausführungsform
ist der Arbeitskopf 22 ein Arbeitskopf ohne Gesenk (d.h.:
keine Crimp-Gesenke werden verwendet). In einer anderen Ausführungsform
könnten
der Rahmen des Arbeitskopfes und der Stößel 24 so ausgestaltet
sein, dass sie entnehmbare Crimp-Gesenke oder Schneid-Gesenke aufnehmen.
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Im
Folgenden wird ebenso auf 2 Bezug genommen;
das Werkzeug 10 beinhaltet ein Rahmenelement 30,
welches den Motor 16 mit dem hinteren Ende des Rahmens 23 des
Arbeitskopfes 22 verbindet. Das Rahmenelement 30 in
der gezeigten Ausführungsform
ist ein Element in einem Stück,
welches ein Gehäuse
für die
Pumpe 18, Teil des Hydraulikflüssigkeitsreservoirs 20 und
die Hydraulikkammer 32 für das hintere Ende 34 des
Stößels 24 bildet.
Jedoch könnte
das Rahmenelement in einer anderen Ausführungsform mehrere Elemente
beinhalten und so zu weniger oder mehr Einzelteilen beitragen. Die Pumpe 18 weist
im Allgemeinen eine drehbare Baugruppe 36, eine hinsichtlich
der Drehung stationäre Baugruppe 38,
Kolben 40 und Kolbenfedern 42 auf. Die im Wesentlichen
hinsichtlich der Drehung stationäre
Baugruppe 38 umfasst im Allgemeinen ein erstes Element 44 mit
Kolbenbewegungsbereichen 46 und Federbefestigungen 48 und
ein zweites Element 50 mit Kugelrückschlagventilen 52,
die mit jedem Kolbenbewegungsbereich 46 ausgerichtet und
durch eine Unterlegscheibe 54 in Richtung einer Sperrstellung
vorgespannt sind. In dieser Ausführungsform umfasst
die Pumpe 18 drei Kolben 40 und jeweils zugehörige Kolbenbewegungsbereiche 46 und
Kugelrückschlagventile 52,
die gleichmäßig um eine
zentrale Achse der Pumpe beabstandet angeordnet sind. Es könnte jedoch
jegliche geeignete Anzahl von Baugruppen vorgesehen sein. Die Kolben 40 sind
zur Hin- und Herbewegung in den Kolbenbewegungsbereichen 46 angeordnet
und sind durch die Federn 42 in Richtung der drehbaren
Baugruppe 36 vorgespannt. Die hinteren Enden der Kolben 40 sitzen drehgelenkig
auf den Auflageflächen 56 auf.
Die Auflageflächen 56 liegen
gleitend an einer schrägen Oberfläche 58 der
drehbaren Baugruppe 36 an. Die Kolben 40 weisen
jeweils ein Durchgangsloch oder eine Leitung 60 und eine
Stossfläche 62.
Die drehbare Anordnung 36 umfasst im Allgemeinen ein Taumelantriebselement 64 und
eine Halterung 66 für
die Verbindung des Taumelantriebselements 64 mit dem elektrischen
Motor 16, beispielsweise mittels eines Reduktionsgetriebes
(nicht dargestellt). Die schräge Oberfläche 58 beinhaltet
die vordere Oberfläche
des Taumelantriebselements 64. Wird der elektrische Motor 16 in
Gang gesetzt, versetzt er die drehbare Baugruppe 36 derart
in Drehung, dass die rotierende, schräge Oberfläche 58 und Federn 42 zusammenwirken,
um die Kolben 40 in Hin- und Herbewegung zu besetzen, um
Hydraulikflüssigkeit
aus einem Überflutungsbereich 68 an
den Rückschlagventilen 52 vorbei
in die Kammer 32 zu pumpen, um das hintere Ende 34 des
Stößels 24 nach
vorne zu stoßen. Die
Hydraulikflüssigkeit
kann aus der Kammer 32 durch Handbetätigung einer Ablassventilanordnung 70 und
den Auslöser 72 zurück in den Überflutungsbereich 68 abgelassen
werden. Das Werkzeug kann eine Feder 25 zur Zurückbewegung
des Stößels 24 in seine
zurück
gezogene Stellung aufweisen. Der Überflutungsbereich 68 umgibt
die Kolben 40 und sorgt für eine kontinuierliche Zuführung von
Hydraulikflüssigkeit,
welche in die Durchgangslöcher
an den hinteren Enden der Kolben 40 an den Auflageflächen 56 eindringt.
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Jedoch
in anderen Ausgestaltungen könnte jede
geeignete Pumpe oder jedes geeignete Ablasssystem verwendet werden,
um die Pumpe 18 und den Überflutungsbereich 68 mit
einer angemessenen Menge an Hydraulikflüssigkeit für den vollständigen Umfang
der Hubbewegung des Stößels 24 zu
versorgen. Der Überflutungsbereich 68 ist
mit dem Reservoir 20 durch einen einzelnen Kanal oder eine
einzelne Leitung 74 durch das Rahmenelement 30 verbunden.
In dieser Ausführungsform
weist das Werkzeug 10 keine Rückschlagventile zwischen dem
Reservoir 20 und dem Überflutungsbereich 68 auf.
In anderen Ausgestaltungen könnte
das Werkzeug mehrere Leitungen zwischen dem Reservoir 20 und
dem Überflutungsbereich 68 aufweisen
and/oder ein (mehrere) Rückschlagventil(e)
beinhalten. Das Reservoir 20 beinhaltet eine Rückhaltewand 76,
die mit dem Rahmenelement 30 verbunden ist. In dieser Ausführungsform
umfasst die Rückhaltewand 76 ein
elastisches Element 78 und eine starre Abdeckung 80. Das
elastische Element oder der Balg 78 ist in der Lage, zu
expandieren und sich zusammenzuziehen während Hydraulikflüssigkeit
in und aus dem Reservoir 20 bewegt wird. Die Abdeckung 80 verhindert eine
unzulässige
Beschädigung
des Balgs 78. Die Rückhaltewand 76 ist
mit einer Außenseite
des Rahmenelements 30 verbunden. In dieser Ausführungsform
beinhaltet das Rahmenelement 30 eine Nut 82 entlang
der Außenfläche. Die
Nut 82 weist eine allgemein ringförmige oder in Umfangsrichtung
verlaufende Gestalt auf. In anderen Ausgestaltungen könnte die
Nut 82 des Rahmenelements 30 mehr als eine Nut
aufweisen, eine alternative Form bzw. Formen aufweisen oder das
Rahmenelement 30 nicht vollständig umgeben. Mehrere Reservoirs
könnten ebenso
vorgesehen sein. Das Reservoir 20 wird durch eine Kombination
aus der Nut 82 und der Rückhaltewand 76, die
die Nut umgibt, gebildet. In einer anderen Ausführungsform könnte das
Rahmenelement 30 keine Nut aufweisen; wobei das Reservoir durch
eine Rückhaltewand
und eine nicht-genutete Oberfläche
des Rahmenelements vorgegeben wird. In der gezeigten Ausführungsform
weist das Reservoir 20 eine allgemein ringförmige Gestalt
auf, braucht aber dabei nicht gleichförmig kreisförmig oder rund zu sein. Das
Reservoir 20 könnte
die Gestalt eines Teilrings oder eines gespaltenen Rings aufweisen
oder sich weniger als 360° um
das Rahmenelement erstrecken; so zum Beispiel etwa 180°. Jedoch
könnte
jeder geeignete Winkel, wie 120°–360°, vorgesehen
sein. Das Reservoir 20 verwendet bevorzugt eine äußere Oberfläche des
Rahmenelements 30, um die Vorgabe des Reservoirs zu unterstützen. Dies
hilft, das Gewicht der Rückhaltewand 76 zu
reduzieren. Da sich des Weiteren das Reservoir 20 außerhalb
des Rahmenelements 30 befindet und dieses umgibt und aufgrund
der vergleichsweise großen
Innen- und Außenradien
des Reservoirs, kann das Volumen des Reservoirs vergleichsweise
groß ausfallen
aber weist eine vergleichsweise kleine Reservoirlänge und
-Höhe auf.
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In
der dargestellten Ausführungsform
umgibt das Reservoir 20 einen Teil der Kammer 32 und
das hintere Ende 34 des Stößels 24, wenn sich
der Stößel in seiner
rückwärtigen Stellung
befindet. Das Reservoir 20 ist vor dem vorderen Ende der
Pumpe 18 angeordnet. Die Leitung 74 erstreckt
sich in einer Richtung allgemein nach hinten vom Reservoir zum Überflutungsbereich 68 und
zur Pumpe 18. In einer anderen Ausführungsform könnte das
Reservoir jedoch einen Teil der Pumpe 18 umgeben. Die vorliegende
Erfindung schafft insoweit einen Vorteil, dass die Längslänge des
Werkzeugs 10 reduziert werden kann. Dies liegt daran, dass
die Komponenten (in diesem Fall: das Reservoir 20, die
Kammer 32 und ein Teil des Stößels 24) eine Position
in derselben Ebene rechtwinklig zur Längsachse A (siehe 1)
einnehmen. Diese Verkürzung
der Werkzeuglänge
kann zu einem geringen Gewicht des Werkzeugs führen, aber die verkürzte Werkzeuglänge kann
immer noch dieselbe Längshubstrecke
des Stößels, wie
bei herkömmlichen
Werkzeugen, hervorrufen. Bei der vorliegenden Erfindung können deren
drei Axialkolben ohne ausgeprägtes
Vibrieren verwendet werden, und es handelt sich um eine sehr kompakte
Konstruktion. Die drehbare Baugruppe 36 kann an einer Kugellagerbaugruppe
befestigt sein, die erheblich die Reibung verringert und den mechanischen
Wirkungsgrad steigert. Die Pumpe 18 verwendet keine Innendichtungen.
Dies kann zu einer verlängerten
mittleren, ausfallsfreien Betriebszeit, einer hohen Zuverlässigkeit
und einer hohen Effizienz aufgrund weniger innerer Undichtigkeiten
führen.
Der ringförmige,
symmetrische Balg oder das Reservoir 20 stellen eine ausreichende
Kapazität
des Reservoirs bereit, ohne die Länge des Werkzeugs oder dessen
Gleichgewicht zu vergrößern. Die
Wartungsfähigkeit
ist auch besser als bei herkömmlichen
Werkzeugen. Die Pumpe kann bevorzugt bei etwa 550 bar oder mehr betrieben
werden. Die vorliegende Erfindung kann aufgrund des hohen mechanischen
Wirkungsgrads eine vergleichsweise hohe Anzahl von Crimpvorgängen pro
Batterieladung durchführen.
Zu dem hohen Wirkungsgrad tragen bei: das Fehlen von Dichtungen,
das mechanische Gleichgewicht, ein sauberer und ungehinderter Durchströmungskanal
für Hydraulikflüssigkeit,
das Fehlen hoher Trägheitskräfte, die Verwendung
von Lagern und eines effizienten, einfachen Planetenreduktionsgetriebes
zwischen Motor und Pumpe. Die Pumpe ist bevorzugt bidirektional ausgelegt,
so dass sie in beide Richtungen betrieben werden kann. Die vorliegende
Erfindung ermöglicht die
Unabhängigkeit
des Werkzeugs von der Schwerkraft. Mit anderen Worten: die Pumpe
kann in jeglicher Orientierung des Werkzeugs augrund der Balg- oder
Reservoirkonstruktion betrieben werden. Die vorliegende Erfindung
gestattet, dass der Arbeitskopf einen Crimpkopf der Einrastart mit
geringem Gewicht und von ergonomischer Konstruktion aufweist.
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Im
Folgenden wird auf die 3A und 3B Bezug
genommen, in denen eine andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist. In dieser Ausführungsform ist eine Werkzeug-Untergruppe 100 vorgesehen,
die ein Rahmenelement 102, eine Pumpe 104, einen
Stößel 106 und ein
hinteres Teil 108 des Arbeitskopfs umfasst. Die Pumpe 104 ist
der in 2 gezeigten Pumpe 18 ähnlich, mit einer sich drehenden
Baugruppe 110, Feder-vorgespannten Kolben 112 und
einer hinsichtlich der Drehung stationären Baugruppe 114 mit
Leitungen in die hydraulische Kammer 116 hinter dem hinteren
Ende des Stößels 106.
Das Rahmenelement 102 umgibt die Pumpe 104. Das
Rahmenelement 102 in Verbindung mit einer hinteren Montageplatte 118 und
der Abdeckung 120 bildet ein ringförmiges Hydraulikflüssigkeitsreservoir 122.
Das Rahmenelement 102 weist eine Leitung 124 vom
Reservoir 122 in einen Überflutungsbereich 126 der
Pumpe auf. Diese Ausführungsform
soll veranschaulichen, dass das Werkzeug derart ausgestaltet sein
kann, dass es die Pumpe umgibt und es nicht den Stößel oder
die hydraulische Kammer des Stößels umgeben
muss.
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Im
Folgenden wird nun auf die 4A und 4B Bezug
genommen, in denen eine weitere andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gezeigt ist. In dieser Ausführungsform ist eine Werkzeug-Untergruppe 200 vorgesehen,
die ein Rahmenelement 202, eine Pumpe 204, einen
Stößel 206 und ein
hinteres Teil 208 des Arbeitskopfs aufweist. Die Pumpe 204 ähnelt den
Pumpen 18 und 104, mit einer sich drehenden Baugruppe 210,
Feder-vorgespannten Kolben 212 und einer hinsichtlich der
Drehung stationären
Baugruppe 214 mit Leitungen in die hydraulische Kammer 216 hinter
dem hinteren Ende des Stößels 206.
Das Rahmenelement 202 weist einen Anschluss 218 zur
Befüllung
des Reservoirs 226 mit Hydraulikflüssigkeit und einen Anschluss 220 für die Verbindung
einer Zuführung
von Hydraulikflüssigkeit
und Rückführleitung
(nicht dargestellt) zur Verbindung mit einer Hilfspumpe (nicht dargestellt)
auf. Die Leitung 221 erstreckt sich zwischen dem Anschluss 220 und
der Kammer 216 für
die Bewegung des Stößels 206 durch
die Bewegung von Hydraulikflüssigkeit
durch den Anschluss 220 und die Leitung 221. Eine
Abdeckung 222 ist mit dem Rahmenelement 202 verbunden,
mit einem Balg oder flexiblen, elastischen Element 224 dazwischen.
Ein ringförmiges
Reservoir 226 ist zwischen dem Rahmenelement 202 und
dem ringförmigen
Balg 224 ausgebildet. Das Rahmenelement 202 beinhaltet
ein Loch 228 zwischen dem Reservoir 226 und der
Pumpenüberflutungsbereich 230.
Der Balg 224 kann mit dem Fluss von Hydraulikflüssigkeit
in und aus dem Reservoir 226 expandieren und sich zusammenziehen.
Die Abdeckung 222 verhindert ein unbeabsichtigtes Reißen des
Balgs 224.
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Es
sollte deutlich werden, dass die vorher gehende Beschreibung lediglich
der Illustrierung der Erfindung dient. Diverse Alternativen und
Modifikationen können
vom Fachmann vorgenommen werden, ohne dass hierdurch vom Umfang
der Erfindung abgewichen wird. Folglich ist beabsichtigt, dass die
Erfindung sämtliche
solche Alternativen, Modifikationen und Abwandlungen umfasst, die
in den Umfang der beigefügten
Ansprüche
fallen.