DE9203270U1 - Hydraulik-Werkzeug - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydraulik-Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Herkömmliche Hydraulik-Werkzeuge sind derart ausgebildet,

daß der tragbare Teil das Werkzeug und den das Werkzeug antreibenden Arbeitszylinder beinhaltet, jedoch die Einrichtung zur Erzeugung des Hydraulikdrucks separat ausgebildet ist und die Zuleitung des Hydraulikfluids über Druckschläuche erfolgt. Da relativ hohe Drücke von bis zu 1200 bar an-

gewendet werden, sind einerseits stabile Zuleitungen notwendig, denen die notwendigen Flexibilität fehlt, die bei der freien Bewegbarkeit des Hydraulik-Werkzeuges notwendig wäre. Andererseits ergeben sich aber auch durch zahlreiche Anschlüße und Übergange im Hydraulik-Kreislauf Dichtungs-

Probleme.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Hydraulik-Werkzeug zu schaffen, das einfach aufgebaut ist, leicht zu handhaben ist und bei dem bei hohen Drücken nur geringe

Verluste auftreten.
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Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Integration sämtlicher den Hydraulik-Kreislauf bildenden Elemente in der tragbaren Baueinheit ist es möglich, die Verluste im Hydraulik-Kreislauf sehr gering zu halten. Die kompakte, tragbare Baueinheit ist einfach zu bedienen und äußerst mobil. Zum Betrieb des Hydraulik-Werkzeuges ist lediglich ein Stromanschluß nötig. Die Flexibilität störende Hydraulik-Leitungen entfallen beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung völlig.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Hydraulik-Hochdruckpumpe in Form einer Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe 20

ist es möglich, bei einfacher und kompakter Bauweise eine Pumpe mit hoher Leistung zu verwirklichen.

Weiter vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben" sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

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Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine tragbare Baueinheit für ein Hydraulik-Werkzeug gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten Teil-Querschnitt;

Fig. 3 einen Querschnitt der Steuereinrichtung
entlang der Linie A-A in Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine tragbare Baueinheit 4, ein sogenanntes integriertes hydraulisches Werkzeug dargestellt, bei der am vorderen bzw. linken Ende ein auswechselbares Werkzeug 8 angeordnet ist. Am hinteren bzw. rechten Ende der Bauein^y

heit 4 befindet sich ein erster Handgriff 5 sowie der elektrische Anschluß 9 zur Zuführung von Strom. Die Baueinheit 4 hat im Ganzen gesehen eine längliche, zylindrische Form, auf deren Oberseite zwei Handgriffe 5 und 6 angeordnet sind. In der Nähe des hinteren Trage- bzw. Handgriffs 5 ist ein Schalter 7 vorgesehen, der zur Betätigung des Hydraulik-Werkzeuges 8 dient. Der weiter vorne liegende zweite Handgriff 6 dient hauptsächlich zur Führung des Werkzeugs 8. Das Werkzeug 8 ist auswechselbar bzw. an verschiedene

Einsatzzwecke anpaßbar und kann als Scher-, Spreiz-, Biege-20

oder Klemm-Werkzeug ausgeführt sein.

Innerhalb der zylindrischen Baueinheit 4 sind die wesentlichen Bauteile, ein Elektromotor 1, eine Hydraulik-TCoch-

druckpumpe 2, sowie der Arbeitszylinder 3 koaxial und 25

hintereinander angeordnet.

Der Elektromotor 1 ist am hinteren (rechts in Fig. 1 und 2) Ende der Baueinheit 4 eingesetzt und kann ein Motor für

Gleich-, Wechsel- oder Drehstrom sein. Die Stromzuführung 30

erfolgt über den ebenfalls am hinteren Ende der Baueinheit 4 gelegenen elektrischen Anschluß 9.

Die Antriebswelle des Elektromotors 1 ist an die Hydraulik-Hochdruckpumpe 2 angeschlossen. Im vorliegenden Ausfüh-

rungsbeispiel wird die Hydraulik-Hochdruckpumpe 2 von einer Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe gebildet, deren Taumelscheibe 18 direkt mit der Abtriebswelle des Elektromotors 1

in Wirkverbindung steht. In einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform wäre auch eine Zahnradpumpe möglich, die durch den Elektromotor 1 angetrieben wird. In

jeder Ausführungsform kann jedoch zwischen Elektromotor 1 5

und Hydraulik-Hochdruckpumpe 2 ein Getriebe (nicht dargestellt) vorgesehen werden, um eine Anpassung von Drehmoment und Drehzahl zu erreichen.

Der von der Hydraulik-Hochdruckpumpe 2 erzeugte Druck wird einem Sammelkanal 15 zugeleitet, der innerhalb einer Steuereinrichtung ausgebildet ist, die sich zwischen der Hydraulik-Hochdruckpumpe 2 und dem Arbeitszylinder 3 befindet. Mittels des Schalters 7 am hinteren Handgriff 5 ist

einerseits der Elektromotor 1 über Schaltelemente 22 und 2 3 15

(Fig. 3) ansteuerbar, sowie andererseits über Steuerventile 27, 28 das Hydraulikfluid dem Arbeitszylinder 3 zugeführt bzw. abgeführt wird. Bei einer Verschiebung eines Arbeitskolbens 24 im Arbeitszylinder 3 wird schließlich das über

eine Kraftübertragungseinrichtung 25 angetriebene Werkzeug 20

8 betätigt.

In der Mitte der Fig. 2 ist die Hydraulik-Hochdruckpumpe 2 in einer gegenüber Fig. 1 vergrößerten Abbildung dargestellt. Der Antrieb der Hydraulik-Hochdruckpumpe 2 erfolgt 25

mittels der Taumelscheibe 18 mit konstantem Anstellwinkel,

die die Kolben 14 in den Zylindern 10 hin und her bewegt. Die Taumelscheibe 18 wird ihrerseits über den Elektromotor 1 angetrieben, wobei zwischen Taumelscheibe 18 und Elektromotor 1 zu Lagerungszwecken ein Wälzlager, vorzugsweise ein 30

Schrägkugellager 26 angeordnet ist. Die Kolben 14 bilden zusammen mit den Zylindern 10 am der Taumelscheibe abgewandten Ende Verdichtungskammern 11, deren Ausstoßöffnungen von Rückschlagventilen 12 verschließbar sind. Vorzugsweise sind die Zylinder 10 aus Hartmetall gefertigt; dies hat den

Vorteil, daß bei den sehr hohen Drücken die Ausdehnung der Zylinderbohrungen relativ klein ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Kolben 14 bzw. Zylinder 10 dargestellt. Je nach Anforderungen können jedoch mehrere Kolben 14 auf einem Kreisumfang angeordnet

werden. So werden für Höchstdrücke von 1200 bar bevorzugt 5

zwei Kolben 14 mit einem jeweiligen Durchmesser von etwa 3 mm angeordnet, während bei niedrigeren Drücken von etwa 210 bar acht Kolben 14 mit einem jeweiligen Durchmesser von etwa 6 mm angeordnet werden.

Die Zufuhr des Hydraulikfluids zu den Zylindern 10 erfolgt über Zuflußöffnungen 13, die bei der Hin- und Herbewegung der Kolben 14 auf- und zugesteuert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Auf- und Zusteuerung mit

der Vorderkante des Kolbens 14. In einer anderen (nicht 15

dargestellten) Ausführungsform kann die Auf- und Zusteuerung auch über die Kante einer radialen Bohrung im Kolben 14 erfolgen, die mit einer axialen, zentrischen Bohrung in Verbindung steht, die wiederum mit der Verdichtungskammer

11 in Verbindung steht.
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Im folgenden wird die Arbeitsweise der Hydraulik-Hochdruckpumpe 2 beschrieben. In Fig. 1 und 2 befindet sich der untere der beiden im Schnitt dargestellten Kolben 14 an- seinem vorderen Totpunkt, bei dem das zugehörige Rückschlag-25

ventil 12 geöffnet ist und das Hydraulikfluid in den Sammelkanal 15 gepresst wird. Bei der folgenden Rückwärtsbewegung (in der Zeichnung nach rechts) des Kolbens 14 schließt sich das federbelastete Rückschlagventil 12, so daß sich in der sich volumenmäßig vergrößernden Verdichtungskammer 11

ein Unterdruck aufbaut. Nachdem die vordere Kante des Kolbens 14 die Zuflußöffnung 13 erreicht und aufsteuert, kann Hydraulikfluid in die Verdichtungskammer 11 einströmen. Der in Fig. 1 und 2 oben dargestellte Kolben 14 befindet sich am hinteren Totpunkt und hat die Zuflußöffnung 13 vollstän-

dig freigegeben. Bei der anschließenden Vorwärtsbewegung des Kolbens 14 wird die Zuflußöffnung 13 verschlossen und in der sich dann volumenmäßig verkleinernden Verdichtungs-

kammer 11 ein entsprechender Überdruck aufgebaut. Ab einem festgelegten Überdruck öffnet das Rückschlagventil 12, so daß der Pump-Kreislauf erneut beginnen kann.

Das von der Hydraulik-Hochdruckpumpe 2 geförderte Hydrau-

likfluid wird dem Sammelkanal 15 zugeleitet. Über die beiden Steuerventile 27 und 28 (Doppelventile) wird das Hydraulikfluid wahlweise über die Vorlaufbohrung 30 bzw. die Rücklaufbohrung 29 dem Arbeitszylinder 3 zugeführt bzw. abgeführt. Die Betätigung der beiden Steuerventile 27 und 28 erfolgt über eine Steuerwippe 31, die mit dem Schalter 7 (gestrichelt in Fig. 3) in Wirkverbindung steht. Die Steuerwippe 31 dient gleichzeitig zur Betätigung der Schaltelemente 22 und 23, die beide den Elektromotor 1 an- und 15

ausschalten.

In einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform ist anstatt des Ringspeichers 19 ein Kolbenspeicher oder ein

Membranspeicher vorgesehen.
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Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, dient der Ringspeicher 19 der Aufnahme des Hydraulikfluids, falls sich der Arbeitskolben 24 in seiner rechten Stellung befindet. Der federbelastete

Ringkolben 20 bewegt sich nach hinten bzw. rechts in Fig. 25

1, falls sich der Arbeitskolben 24 nach links bewegt. Der Ringspeicher 19 umschließt den Arbeitszylinder 3, um eine möglichst kompakte Bauweise zu erreichen.

In Fig. 2 ist mit dem Bezugszeichen 21 ein Entlüftungsven-

til bezeichnet, welches bei der Füllung des Hydraulik-Kreislaufes mit Hydraulik-Öl über das Füllventil 17 (Fig. 3) der Entlüftung dient. Die Fluidräume des Hydraulik-Kreislaufes sind 100%-ig mit Fluid gefüllt, so daß ein Kontakt mit Luft und ein damit verbundenes Aufschäumen vermieden wird.

Die Erfindung offenbart somit ein integriertes Hydraulik-Werkzeug, dessen Hydraulik-Kreislauf innerhalb einer tragbaren Baueinheit aus Antriebsmotor (Elektro), Hydraulik-Hochdruckpumpe und Arbeitszylinder abgeschlossen ist. Nach außen ist lediglich ein Stromanschluß vorgesehen. Die Hydraulik-Hochdruckpumpe ist dabei vorzugsweise in Form einer Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe ausgebildet, die bei kompakter Bauweise und geringen Verlusten sehr hohe Drücke erzeugen kann.

Claims (18)

Schutzansprüche

1. Hydraulik-Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektromotor (1) zum Antrieb einer Hydraulik-Hochdruckpumpe (2) und ein Arbeitszylinder (3) eine tragbare Baueinheit (4) mit einem in sich abgeschlossenen Hydraulik-Kreislauf bilden.

2. Hydraulik-Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Arbeitszylinder (3) das auswechselbare Werkzeug antreibt, das als Scher-, Spreiz-, Biegeoder Klemm-Werkzeug (8) vorgesehen ist.

3. Hydraulik-Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch' gekennzeichnet, daß zwischen dem Elektromotor (1) und der Hydraulik-Hochdruckpumpe (2) ein Getriebe angeordnet ist.

4. Hydraulik-Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (1), die Hochdruck-Hydraulikpumpe (2) sowie der Arbeitszylinder (3) koaxial hintereinander in einem zylinder förmigen Gehäuse angeordnet sind.

5. Hydraulik-Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse zwei Handgriffe (5, 6) aufweist, von denen der eine Handgriff (6) zur Führung des

Telefon: 0 89-53 96 53 Telex: 5-24 845 tipat Telefax: 0 89-53 73 77

Dresdner Bank (München) KtO 3939 844 (BLZ 700 800 00) Deulsche Bank (München) Kto. 286 1060 (BLZ 700 700 10) Postgiroami (München) Kto. 670-43-804 (BLZ 700100 80) THE DAI-ICHI KANGYO BANK. LIMITED (München) Kto. 51042-33-007 (BLZ 700 207 00)

Werkzeuges und der andere Handgriff (5) als Tragegriff vorgesehen ist.

6. Hydraulik-Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß an einem Handgriff (5, 6) ein Schalter

(7) vorgesehen ist, der zur Betätigung des Werkzeuges

(8) dient.

7. Hydraulik-Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromanschluß (9) in Form einer elektrischen Zuleitung an der tragbaren Baueinheit (4) vorgesehen ist.

8. Hydraulik-Werkzeug nach einem der vorangehenden An-15

Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulik-Hochdruckpumpe (2) mittels einer Taumelscheibe (18) mit unveränderlichem Anstellwinkel vom Elektromotor (1) angetrieben ist.

9. Hydraulik-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der abgeschlossene Hydraulik-Kreislauf einen den Arbeitszylinder (3) umschließenden Ringspeicher (19) aufweist, dessen Volumen gegen"

einen federvorgespannten Ringkolben (20) veränderbar 25

ist.

10. Hydraulik-Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß an Stelle des Ringspeichers (19) ein Kolbenspeicher oder Membranspeicher für das Hydraulikfluid

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vorgesehen ist.

11. Hydraulik-Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulik-Kreislauf eine Steuereinrichtung aufweist, die den von

der Hydraullk-Hochdruckpumpe (2) erzeugten Druck in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters (7) an den Arbeitszylinder (3) weiterleitet.

12. Hydraulik-Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Rückschlagventile, ein Überdruckventil (16) und ein Füllventil (17)

umfaßt.

13. Hydraulik-Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Hydraulik-Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, in Form einer Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe, deren Zylinder (10) jeweils eine Verdichtungskammer (11) bilden, deren Ausstoßöffnung durch ein federbelastetes Rückschlagventil (12) von außerhalb des Zylinders (10) verschließbar ist, und deren Zuflußöffnung (13) radial

in den Zylinder (10) mündet und vom Kolben (14) auf-15

und zugesteuert wird.

14. Hydraulik-Hochdruckpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ausstoßöffnungen mit einem

Sammelkanal (15) für das Hydraulikfluid verbunden sind, 20

der über die Steuereinrichtung an den Arbeitszylinder

(3) angeschlossen ist.

15. Hydraulik-Hochdruckpumpe nach Anspruch 13, dadurch·

gekennzeichnet, daß vorzugsweise zwischen zwei und acht 25

Kolben (14) gleichmäßig auf einem Kreisumfang angeordnet sind.

16. Hydraulik-Hochdruckpumpe nach Anspruch 13 mit zwei

Kolben (14), dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben-30

durchmesser etwa 3 mm beträgt.

17. Hydraulik-Hochdruckpumpe nach Anspruch 13 mit acht Kolben (14), dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbendurchmesser etwa 8 mm beträgt.

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18. Hydraulik-Hochdruckpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (10) aus Hartmetall bestehen.