EP2146823B1

EP2146823B1 - Verfahren zum betreiben eines motorisch betätigten handverpressgerätes

Info

Publication number: EP2146823B1
Application number: EP08759675.5A
Authority: EP
Inventors: Egbert Frenken
Original assignee: Gustav Klauke GmbH
Current assignee: Gustav Klauke GmbH
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: EP3243604B1; DE102008024018A1; US20110247506A1; EP2722133A3; DE102008024018B4; CN103624740B; US8056473B2; CN103624740A; RU2009146552A; PT2146823E; DK2146823T3; ES2665902T3; EP2146823A2; KR20100021465A; ES2454245T3; PL2146823T3; PL2722133T3; US9180583B2; WO2008138987A3; CN101754836A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines motorisch betätigten Hand-Verpressgerätes nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Derartige Verfahren zum Betreiben eines Verpressgerätes sind bekannt. Beispielsweise sei auf die WO 99/19947 verwiesen. Das hieraus bekannte Verpressgerät wird hydraulisch angetrieben. Darüber hinaus sind auch unmittelbar elektromotorisch angetriebene derartige Pressgeräte bekannt. Hierzu ist beispielsweise auf die DE 203 05 473 U1 zu verweisen. Anstatt zweier Verpressbacken kann auch nur eine, gegen einen feststehenden Gegenanschlag zu verfahrende Pressbacke vorgesehen sein. Siehe etwa US 5 727 417 .
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, siehe etwa die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung 10 2006 026 552 , bei einer Freigabe der Pressbacken, so, dass sie wieder in die geöffnete oder öffenbare Startposition sich bewegen oder bewegt werden können (hinsichtlich bewegt werden können ist darauf zu verweisen, dass derartige Pressbacken auch, obwohl ihre Öffnung grundsätzlich möglich ist, mit einer Feder in eine Geschlossenstellung vorgespannt sein können, siehe etwa DE 10 2005 028 083 A1 ), eine Unterbrechung der Bewegung in die Startposition vornehmen zu können, so, dass ein nächster Verpressvorgang sogleich aus einer hierdurch gewählten Zwischenposition begonnen werden kann. Es wird also Zeit gespart, wenn eine vollständige Bewegung in die Startposition nicht erforderlich ist. Diese Unterbrechung muss jeweils auf eine besondere Betätigung hin erfolgen.
Weiterhin sind schon in verschiedener Hinsicht Maßnahmen vorgeschlagen worden, die eine Überprüfung ermöglichen sollen, ob eine Verpressung tatsächlich durchgeführt wurde. In der EP 1 092 487 A2 ist hierzu eine Vorrichtung an den Pressbacken vorgeschlagen, die nur nach vollständigem Zusammendrücken eine Wiederöffnung ermöglicht. Diese Maßnahme zur Überprüfung der vollständigen Verpressung ist allerdings relativ aufwendig. Im Weiteren wird zum Stand der Technik noch auf die DE 202 02 200 U1 , die ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart, die WO 99/19947 A , die US 5,727,417 A und die DE 203 05 473 U1 verwiesen.
Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, einerseits den Vorteil der Zwischenposition erreichen zu können, ohne dass bei gleichartigen Vorgängen jeweils eingegriffen werden muss, andererseits ein Verfahren zum Betreiben eines Verpressgerätes anzugeben, das in möglichst einfacher Weise die Erreichung und Einhaltung eines bestimmten Verpressdruckes in sicherer Weise ermöglicht.
Diese Aufgabe ist beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass zu einer Unterbrechung ein der Zwischenposition zugeordnetes und im Zuge des Verpressvorganges ermitteltes Weg- und / oder Zeit- und / oder Druckmaß erfasst bzw. gespeichert wird, zufolge welchen Maßes die Freigabe bei folgenden Verpressvorgängen selbsttätig an der diesbezüglichen Zwischenposition unterbrochen werden kann.
Hierbei ist zunächst wesentlich, dass die Freigabe auch in einem solchen Fall nicht zwangsläufig bei der genannten Zwischenposition unterbrochen wird. Wohl aber unterbrochen werden kann. Mit anderen Worten ist hierdurch das Verpressgerät gleichsam variabel benutzbar, so dass es (nur) bei geeigneter Betätigung an der Zwischenposition die Freigabe unterbricht. Gleichartige Vorgänge können so immer von derselben Zwischenposition ausgehend durchgeführt werden. Geeigneterweise kann dabei bedienungstechnisch vorgesehen sein, was nachstehend auch noch weiter erläutert ist, dass im Hinblick auf die jeweilige Unterbrechung an der Zwischenposition keine besondere Betätigung erforderlich ist, wenn aber an der Zwischenposition keine Unterbrechung mehr erfolgen soll, dies - weiter vorzugsweise: einmalig - durch eine besondere Betätigung des Gerätes erreichbar ist. Umgekehrt ist es genauso möglich, dass nur auf eine besondere Bedienung des Gerätes hin, d.h. insbesondere auf eine besondere Schalterbetätigung hin, eine Unterbrechung der Pressbacken-Freigabe an der gewünschten Zwischenposition erfolgt, sonst aber nicht.
Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang weiter, dass die Speicherung des genannten Maßes bzw. Messwertes immer, bei jedem Verpressvorgang, erfolgt. Unabhängig davon, ob die Unterbrechung unter Nutzung dieses Maßes angewendet wird oder nicht.
Im Einzelnen sind eine Vielzahl von Möglichkeiten zur konkreten Durchführung gegeben. Vorteilhaft ist zunächst, dass eine erste Werkstückberührung ermittelt wird und eine dieser ersten Werkstückberührung zugeordnete Weg- oder Zeitmarke erfasst wird. Die Werkstückberührung kann grundsätzlich durch einen beispielsweise in einer Pressbacke angeordneten Drucksensor erfasst werden. Die Werkstückberührung kann weiter beispielsweise durch Auswertung des Motorstroms erfolgen. Sobald ein signifikanter Anstieg des Motorstromes gegeben ist, kann dies als Werkstückberührung interpretiert werden.
In gleicher Weise kann auch mittels eines Drucksensors der Druck des Hydraulikmittels erfasst werden. Da der Hydraulikmitteldruck aufgrund der Reibung des Kolbens im Zylinder und der Kraft der Rückstellfeder einen in etwa linearen Druckanstieg und Druckabfall auf dem Hin- und Rückweg des Kolbens aufweist, kann hierüber auch mit gewisser Toleranz die tatsächliche Stellung des Kolbens im Zylinder ermittelt werden. Insofern kann ein - über Zeit gemessener - Druckwert in einen Weg-Wert umgerechnet werden und insoweit, wie nachher auch in Bezug auf einen Weg-Wert erläutert, im Hinblick auf die Stellung des Kolbens und damit letztlich der Pressbacken umgerechnet werden oder als Analogwert hierfür herangezogen werden.
Die zugeordnete Stellung eines die Pressbacken beaufschlagenden Stellgliedes kann somit erfasst werden und nachfolgend, nach erfolgter Verpressung, im Zuge der Freigabe der Pressbacken, kann dann diesem Maß entsprechend die Unterbrechung zur Erreichung der Zwischenposition erfolgen. Geeigneterweise wird man nicht exakt dieselbe Stelle wählen, an der das Gerät durch den Anstieg des Motorstroms, in dem angeführten Beispielsfall, die Werkstückberührung erfasst hat, sondern eine gewisse Zugabe zu diesem so ermittelten Weg-, Druck- oder Zeitmaß vornehmen, um mit Sicherheit eine Zwischenposition zu erreichen, bei welcher der nächste Verpressvorgang ohne Behinderung wieder begonnen werden kann. Ohne Behinderung meint hierbei insbesondere, dass die Pressbacken etwas weiter geöffnet sind als es eigentlich erforderlich wäre.
Die Zugabe zu dem Weg-, Druck- oder Zeitmaß kann zwischen 0 und 50 % des Maßes liegen, wobei diese Bandbreite auch sämtliche Zwischenwerte einschließt, und zwar insbesondere in 1/10 % Schritten. Die Zugabe kann also zwischen 0 und 40,9 % und 0 und 40,8 % etc. liegen. Aber auch zwischen 0,1 und 50 %, 0,2 und 50 %, 0,3 und 50 % und andererseits auch zwischen 0,1 und 40,9 %, 02 und 40,9 %, 0,2 und 40,8 % etc. Aus diesen Werten ist insbesondere bevorzugt 0 bis 10 % einschließlich wiederum Zwischenwerten wie angegeben.
In praktischen Anwendungsfällen handelt es sich beispielsweise um die Verpressung zwischen Fittings und Rohren mittels einer übergreifenden Verpresshülse. Um so eine dichte Verbindung zwischen zwei aneinanderstoßenden Rohren zu erreichen. Wenn nachfolgend eine Vielzahl von Verpressungen entweder auf demselben Rohrstrang oder bei Rohrsträngen gleicher Nennweite erfolgt, welche jeweils nicht das Verfahren der Pressbacken in die Startposition erfordern, sondern eine Zwischenposition, an welcher die Unterbrechung der Freigabe erfolgt, vorteilhaft ist, kann mit einer wie hier beschriebenen Ausgestaltung sehr rationell gearbeitet werden. Ein weiterer Anwendungsfall ist die Verpressung (Vercrimpung) eines Kabelschuhs.
Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung der Zwischenposition ist auch dadurch gegeben, dass die Zeit von der Werkstückberührung bis zur Vollendung der Verpressung gemessen wird und die Pressbacken-Freigabe nach Verstreichen eines der gemessenen Zeit entsprechenden Weges, seit Vollendung der Verpressung, unterbrochen wird. Die Unterbrechung erfolgt also (nur) zeitabhängig, wobei aufgrund der gegebenen Zusammenhänge (beim Rücklauf gibt es praktisch keine zu berücksichtigende Störung, so dass eine bestimmte Zeit seit Beginn des Rücklaufs recht genau zu einem bestimmten Kolbenweg korrespondiert) der Weg ohne weiteres bestimmbar ist (bspw. über einen auf die gemessene Zeit angewendeten Faktor).
Das Ende der Verpressung selbst wird geeigneterweise in herkömmlicher Weise erfasst werden. Etwa aufgrund des Druckabfalls und/ oder auf das Öffnen eines Rücklauf- oder Überlastventils hin. Gegebenenfalls auch lediglich auf den Ablauf einer bestimmten Zeitspanne hin, etwa gemessen seit Beginn des Verpresszyklus.
Insofern ist es weiter vorteilhaft, dass die Zwischenposition speicherbar ist und in Abhängigkeit einer bestimmten Betätigung bzw. Nicht-Bestätigung des Verpressgerätes bei folgenden Verpressvorgängen der Rücklauf jeweils nur bis zu der Zwischenposition durchgeführt wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass etwa die Unterbrechung an der Zwischenposition nur so lange - wiederholt - erfolgt, wie eine Starttaste des Gerätes durchgehend gedrückt bleibt. Sobald das Drücken der Starttaste nicht mehr gegeben ist, fährt das Gerät dann bis in die ursprüngliche Startposition zurück. Trotz gedrückter Starttaste kann dann gleichwohl eine Abschaltung des Motors, sei es des Hydraulikmotors oder des Elektromotors, nach Vollendung der Verpressung erfolgen. Die - weiter - gedrückte Starttaste sorgt dann dafür, dass an der zugeordneten Zwischenposition die Unterbrechung des Rücklaufs bzw. der Pressbacken-Freigabe erfolgt. Etwa durch kurzzeitiges automatisches Betätigen der Hydraulikpumpe im Falle der Rücklaufunterbrechung gemäß der eingangs genannten deutschen Patentanmeldung 10 2006 026 552 . Es kann dann erforderlich sein, um einen neuen Verpresszyklus zu starten, die Starttaste zunächst freizugeben und dann wieder zu drücken. Hierüber, bis das Auslösen des nächsten Verpresszyklus durch Drücken des Startknopfes erfolgt, kann grundsätzlich eine beliebig lange Zeit vergehen. Um die gewünschte Abfolge, d. h. die Unterbrechung des Rücklaufs an der gewünschten Position zu erreichen, ist es nur erforderlich, dann wieder bis zur gewünschten Unterbrechung des Rücklaufes, die Taste gedrückt zu lassen. Beispielsweise kann hier auch die Schaltung so vorgesehen sein, dass die Starttaste nicht bis zur tatsächlichen Rücklaufunterbrechung gedrückt zu bleiben braucht, sondern nur eine längere Zeitspanne als üblich beim Auslösen des Verpressvorganges.
Die Unterbrechung des Rücklaufs an einer gewünschten Stelle hat entsprechend die Folge, dass die Pressbacken oder eine bewegliche Pressbacke mit festem Gegenanschlag, nur maximal ein solches, dieser Unterbrechung zugeordnetes, Öffnungsmaß, dann, wenn die Unterbrechung erfolgt ist, aufweisen. Dies kann etwa bedeuten, dass zwar ein Verschieben auf demselben Rohrstrang zu einer weiteren Verpressstelle möglich ist, das vollkommene Abnehmen des Gerätes von dem betreffenden Rohr aber nicht möglich ist. Insofern ist auch ein Sicherheitsaspekt gegeben, dass das Gerät beispielsweise nicht herunterfallen kann.
Weiter alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Weg- und/ oder Druck- und/ oder Zeitmaß zufolge einer freigewählten Unterbrechung erfasst wird. Sobald also, etwa durch kurzzeitiges Antippen der Auslösetaste für einen Verpressvorgang, eine Unterbrechung erfolgt (siehe oben genannte deutsche Patentanmeldung 10 2006 026 552 ) kann dieses zugeordnete Weg- und/oder Druck- und/oder Zeitmaß (Zeitrnaß etwa betreffend die Zeit die seit Vollendung des Verpressvorganges vergangen ist) erfasst werden und bei einem nächsten Verpressvorgang dann an derselben Stelle die Unterbrechung selbsttätig erfolgen. Es bedarf dann nur, etwa durch kurzzeitiges Drücken der Starttaste, einer Initiierung des nächsten Verpressvorganges, der dann ohne dass eine sonstige Betätigung erforderlich ist, an der gewählten Zwischenposition selbsttätig wieder endet. Will man wieder zu der Startposition zurückkehren, kann dies etwa durch langes Drücken, Doppel-Drücken der Starttaste oder dgl. erfolgen; je nachdem welche "Erkennung" an dem Gerät voreingestellt oder vorprogrammiert ist.
Weiter alternativ kann auch das Weg- und/oder Druck- und/oder Zeitmaß zufolge einer Änderung im Betätigungsrhythmus erfasst werden. Dies kann etwa dadurch geschehen, dass bis zu der gewünschten Zwischenposition, nunmehr beginnend mit der Startposition (auf dem "Hinweg" zu einer - ersten - Verpressung), durch wiederholtes kurzzeitiges Betätigen eines Startknopfes des Gerätes die Vorbewegung des Beaufschlagungsteils für die Pressbacken erfolgt. Sobald die gewünschte Zwischenposition erreicht ist, kann dann der Startknopf durchgehend gedrückt bleiben bis die Verpressung vollendet ist. Dann kann der Startknopf losgelassen werden und die Freigabe der Pressbacken erfolgt dann selbsttätig nur bis zu der Zwischenposition. Auf erneutes Betätigen des Startknopfes hin, sei es nun bei ständigem Gedrückthalten oder nur kurzzeitiger Betätigung, läuft der nächste Verpressrhythmus entsprechend in gleicher Weise ab.
Hinsichtlich der gewünschten Einhaltung einer vorgegebenen Verpresskraft schlägt die Erfindung vor, dass das Erreichen der vorgegebenen Presskraft mittels eines den Druck des Hydraulikmittels erfassenden Drucksensors überprüft wird. Der vorstehend bereits angesprochene Drucksensor kann also auch in diesem Zusammenhang genutzt werden. Die Überprüfung kann im Einzelnen bspw. durch einen Vergleich zwischen einem vorgegebenen Mindestdruckwert und einem tatsächlich erreichten Druckwert durchgeführt werden. Wenn bspw. die Verpressung mindestens einen Druckwert von 500 bar erreicht haben sollte, kann dieser Wert als Mindestdruckwert vorgegeben werden und mit einem erreichten Druckwert, bspw. 600 bar oder 650 bar, verglichen werden. Solange die Differenz zwischen dem tatsächlich erreichten Druckwert und dem vorgegebenen Druckwert positiv ist, kann eine solche Verpressung als in Ordnung gewertet werden.
In weiterer Hinsicht kann ein solcher Drucksensor auch dazu herangezogen werden, mittels der Druckerfassung eine gewünschte selbsttätige Öffnung des Rücklaufventils zu überprüfen. Durch gespeicherte entsprechende Kurven, die einem vollständigen Verpressvorgang entsprechen, kann hinsichtlich des bei automatischem Öffnen des Rücklaufventils eintretenden starken Druckabfalls die tatsächliche Einstellung und Funktion des automatisch öffnenden Rücklaufventils überprüft werden. Insbesondere kann eine entsprechende Wertespeicherung bei Wartungsarbeiten zur Einstellung des Rücklaufventils herangezogen werden, ohne dass eine tatsächliche Druckbeaufschlagung tatsächlich durchgeführt werden muss.
In besonderen Fällen, etwa bei Aufweitvorgängen für Rohre, ist es erwünscht, dass ein bestimmter Druckwert, ein Aufweite-Druckwert, über einige Zeit beibehalten wird, ohne dass eine Öffnung des Rücklaufventils erfolgt. Insoweit kann das Vorsehen des Drucksenders dazu genutzt werden, dass mittels Vorgabe eines Druckschwellwertes, der unterhalb eines für die Beendigung eines Presszyklus zu erreichenden Druckmaximalwertes liegt, ein Anhalten des Bewegungsteils durchgeführt wird zur Erzielung einer Druckhaltung. Der Druckmaximalwert würde im Fall des automatisch öffnenden Rücklaufventils dem insoweit bezüglich des Rücklaufventils eingestellten Auslösedrucks entsprechen. Der Druckschwellwert wird entsprechend unterhalb des Auslösedrucks des Rücklaufventils in diesem Fall gewählt. Mit Erreichen des Druckschwellwerts erfolgt dann geeigneterweise eine Abstellung des Motors, welcher die Hydraulikmittelpumpe betätigt. Der Druck wird also gehalten. Durch vorgegebenes oder manuell gewähltes nochmaliges Betätigen des Auslöseschalters kann der Pumpvorgang dann fortgesetzt werden. Das vorgegebene Betätigen des Auslöseschalters kann entsprechend selbsttätig ablaufen und nach Ablauf einer, ggf. frei wählbaren, Zeitspanne ab Abstellen des Motors nach Erreichen des Druckschwellwertes erfolgen. Hierbei kann aber in einer Variante auch sogleich vorgesehen sein, dass bei Erfassen einer nochmaligen Betätigung unter Druck, also bei dem etwa vorgegebenen Druckschwellwert, zugleich mit der nochmaligen Betätigung die Öffnung des Rücklaufventils erfolgt, da dann die für diesen Bearbeitungszweck angestrebte Druckbeaufschlagung erreicht ist und es eines nochmaligen Druckanstiegs bis zum selbsttätigen Öffnen des Rücklaufventils (bei üblichem Zyklus) nicht mehr bedarf.
Nachstehend ist die Erfindung des Weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich Ausführungsbeispiele darstellt, erläutert. Hierbei zeigt.

Fig. 1: eine teilweise aufgeschnittene Darstellung eines ersten Verpressgerätes mit einer Pressbacke in der Startposition;
Fig. 2: eine Darstellung gemäß Fig.1, mit der Pressbacke in der Verpressposition;
Fig. 3: eine Darstellung gemäß Fig.1 bzw. Fig. 2 mit der Verpressbacke in der Zwischenposition;
Fig. 4: eine Darstellung gemäß Fig.1, jedoch bei einer Ausführung mit zwei Verpressbacken;
Fig. 5: eine weitere Schnittdarstellung eines entsprechenden Verpressgerätes im Bereich der Pumpe mit angeordnetem Drucksensor;
Fig. 6: einen Schnitt durch den Gegenstand gemäß Fig. 5, geschnitten entlang der Linie VI - VI;
Fig. 7: eine schematische Darstellung des Druckverlaufs bei einem Verpresszyklus im Bereich bis zur Werkstückberührung, aufgetragen über den Weg;
Fig. 8: eine schematische Darstellung des Druckverlaufs über einen Verpresszyklus, aufgetragen über den Weg;
Fig. 9: eine Darstellung gemäß Fig. 8, aufgetragen über die Zeit;
Fig. 10: eine erste schematische Darstellung des Motorstroms bei einer Verpressung, aufgetragen über den Weg;
Fig. 11: eine Darstellung gemäß Fig. 10, jedoch bei anderen konstruktivem Aufbau der Pumpe.

Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu den Fig.1 bis 3, ein hydraulisches Verpressgerät 1 mit einem Elektromotor 2, einem Hydraulikmittelvorratsbehälter 3, einer Pumpanordnung 4 und einem Presskolben 5, der unmittelbar mit einer Pressbacke 6 verbunden ist.
Der Elektromotor 2 wird bei dem Ausführungsbeispiel über in einen im Einzelnen nicht dargestellten Akkumulator 7 gespeicherte elektrische Energie betrieben.
Mittels eines Startschalters 8 kann der Beginn eines Verpresszyklus ausgelöst werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird auf die Betätigung des Schalters 8 hin der Elektromotor 2 zu laufen beginnen und entsprechend mittels der Pumpe 4 aus dem Hydraulikmittelvorratsraum 3 in den Hydraulikzylinder 9 Hydraulikmittel gepumpt, woraufhin der Hydraulikkolben 5 zusammen mit der Pressbacke 6 aus der in Fig.1 dargestellten Startposition in die in Fig. 2 dargestellte Verpressposition bewegt.
In einer weiteren Ausführungsform kann bezüglich des von dem Elektromotor 2 aufgenommenen Stromes ein Stromsensor vorgesehen sein, der einen Stromverlauf über den Weg des Hydraulikkolbens 5 erfasst, wie er qualitativ in den Figuren 10, 11 dargestellt ist.
Die Fig. 10 betrifft hierbei eine Hydraulikpumpe üblicher Bauart bzw. den qualitativ ganz grundsätzlichen Verlauf der Stromkurve. Die Fig.11 betrifft den, auch hier jedoch nicht exakt wiedergegebenen, sondern qualitativ dargestellten, Verlauf der Stromkurve bei einer Zweistufen-Hydraulikpumpe. Speziell einer solchen Zweistufen-Hydraulikpumpe wie sie aus der EP 0 927 305 B1 bekannt ist.
Zugeordnet dem Anschalten des Gerätes ist in beiden Fällen zunächst ein sehr hoher Stromimpuls zu erkennen. Ein praktischer Wert liegt hier beispielsweise bei 80 Ampere. Dieser Stromwert klingt mit dem Hochlaufen des Elektromotors sehr schnell ab, auf einen Wert, der nur wenig über dem Leerlaufstrom des Motors liegt. Mit Beginn der Werkstückberührung erfolgt prinzipiell ein Anstieg des Motorstromes. Wenn ein gewisser Schwellwert überschritten ist, der in den Figuren 10, 11 dem Weg S1 zugeordnet ist (in gleicher Weise ist dies auch ein Zeitmaß, wobei der Weg verständlicherweise nur bis zur Schließung der Verpressbacken aufgetragen werden kann) erfolgt eine Speicherung dieses Weg-Wertes etwa in einem in dem Gerät untergebrachten Speicherchip, der hierzu einen flüchtigen Speicher aufweisen kann. Danach erfolgt ersichtlich der Anstieg der Stromkurve bis zu einem Maximalwert. Dieser entspricht der Vollendung der Verpressung bzw. dem Auslösen des Rücklaufventils, wonach der Hydraulikdruck entsprechend stark abfällt bzw. auch die Hydraulikpumpe automatisch abgeschaltet wird.
Hinsichtlich der Darstellung in Fig. 11 ergibt sich insoweit ein charakteristischer Unterschied, als die Stromkurve nach dem Wegrnaß S1 (noch nicht signifikant) ansteigt. In der Praxis kann sie nicht nur gleich bleiben, sondern so zunächst auch abfallen. Dies hängt damit zusammen, dass an dieser Stelle eine Umschaltung der Zweistufen-Kolbenpumpe von der ersten auf die zweite Stufe erfolgt. Da die zweite Stufe gleichsam mit einer wesentlich höheren Übersetzung arbeitet, ist zunächst ein gleicher oder teilweise sogar niedriger Motorstrom nur erforderlich.
Aber auch im Falle eines qualitativen Verlaufs des Motorstromes entsprechend Fig.11 erfolgt dann nach einem gewissen weiteren Weg bzw. einer gewissen weiteren Zeitspanne ein signifikanter steiler Anstieg des Motorstromes bis zur Vollendung der Verpressung.
Aufgrund des gespeicherten Wertes kann dann eine Unterbrechung des Rücklaufes des Hydraulikkolbens 5 nach vollendeter Verpressung an dieser zugeordneten Wegmarke S1 erfolgen. Im Fall des qualitativen Verlaufs des Motorstromes gemäß Fig.11 kann auch eine rechnerische Zugabe erfolgen, wenn etwa bei tatsächlich ausgeführten Geräten, abhängig gegebenenfalls auch von der Leistungsgröße des Gerätes, es für sinnvoll erachtet wird, erst ab dem Weg bzw. Zeitmaß S'1 eine Berührung zu definieren, also mit Beginn des tatsächlichen Anstiegs des Motorstroms.
Die Unterbrechung kann beispielsweise so erfolgen, wie dies in der oben genannten Patentanmeldung 10 2006 026 552 im Einzelnen erläutert ist. Der Zusammenhang zwischen Motorstrom und Weg, etwa gemäß Fig. 10, kann bei der Herstellung des Gerätes in einem nicht flüchtigen Speicher hinterlegt sein. Aus Vorstehendem wird auch deutlich, dass in prinzipiell gleicher Weise mit entsprechenden Zeitmaßen gearbeitet werden kann.
Nachdem hinsichtlich des Anstiegs des Motorstromes ein gewisser Schwellwert überschritten ist, zugeordnet dem in Fig. 10 angegebenen Wert des Weges S1, erfolgt eine Speicherung dieses zugeordneten Weg-Wertes etwa in einem in dem Gerät untergebrachten Speicherchip, der hierzu einen flüchtigen Speicher aufweisen kann. Der Weg-Wert kann bspw. durch Umrechnen des über die Zeit erfassten Motorstromes erfolgen, da jedenfalls bis zu einer ersten Werkstückberührung ein hinreichend genauer (jedenfalls bei Mittelung: linearer) Zusammenhang zwischen dem Weg des Kolbens und dem (nur) erforderlichen Motorstrom gegeben ist. Es erfolgt dann eine Unterbrechung des Rücklaufes des Hydraulikkolbens 5 nach vollendeter Verpressung an dieser zugeordneten Wegmarke S1. Die Unterbrechung kann beispielsweise so erfolgen, wie dies in der oben genannten Patentanmeldung 10 2006 026 552 im Einzelnen erläutert ist. Der Zusammenhang zwischen Motorstrom und Weg, etwa gemäß Fig. 5, kann bei der Herstellung des Gerätes in einem nicht flüchtigen Speicher hinterlegt sein.
Für eine Wegmessung kann alternativ oder ergänzend auch die Relativposition zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Hydraulikkolben, im Falle eines Kolbengerätes, beispielsweise erfasst werden. Etwa über einen, mehrere (zwei bis vier) oder eine Vielzahl (fünf oder mehr) von Näherungsschaltern, die über die Länge des Hydraulikzylinders in diesem angebracht sind und jeweils die Position des Hydraulikkolbens erfassen können.
Die Vollendung der Verpressung kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass ein, mit dem Öffnen eines Rücklaufventils einhergehender, starker Abfall des Motorstromes erfolgt, welcher Abfall dann zur Erkennung des Endes der Verpressung herangezogen ist.
Da nicht bei jeder Verpressung die Zeit, die von der Werkstückberührung bis zur Vollendung der Verpressung vergeht, gleich ist, diese vielmehr von individuellen Pressbedingungen wie insbesondere den verpressten Werkstoffen abhängen kann, kann zusätzlich oder alternativ auch die Zeit gemessen werden, die von der ersten Werkstückberührung, etwa erfasst in der zuvor erläuterten Weise, vergeht bis zur Vollendung der Verpressung und dieses Zeitmaß dann entsprechend verwendet werden, um nach Vollendung der Verpressung und Verstreichen dieses Zeitmaßes dann die Unterbrechung auszulösen, so dass-im Beispielsfall - der Hydraulikkolben die gewünschte Zwischenposition einnimmt.
Da in demselben Zeitmaß in der Regel beim unbehinderten Rücklauf ein größerer Weg zurückgelegt wird als beim Vorlauf unter Verpressbedingungen, ergibt sich sogleich auch ein in der Regel gewünschtes "Übermaß", um die Unterbrechung bzw. die Pressbacken-Freigabe mit Sicherheit vor der Stellung (der Freigabe-Position der Pressbacken) erreicht zu haben, die minimal erforderlich ist, um die nächste Verpressung durchführen zu können.
Hinsichtlich der Zeitmessung kann, etwa auch in Form eines Mikrochips, in dem Gerät ein Zeitmesser vorgesehen sein. Im Falle, dass eine Zeitspanne erfasst werden soll, wird dieser Zeitmesser zu einem bestimmten Auslösezeitpunkt beginnen zu zählen und bei einem bestimmten Endzeitpunkt dann die so ermittelte Zeitspanne erfasst werden und beispielsweise in dem flüchtigen Speicher hinterlegt werden.
Im Einzelnen etwa dann, wenn die Zeitspanne von der ersten Werkstückberührung (beispielsweise durch Erfassung der kennzeichnenden Erhöhung des Motorstroms) bis zur Vollendung der Verpressung (beispielsweise durch Erfassung des Abfalls des Motorstroms nachdem das Rücklaufventil geöffnet hat) gemessen wird und diese Zeitspanne dann für den Rücklauf des Kolbens (im Falle eines hydraulischen Gerätes) vorgegeben wird bis die Unterbrechung an der hierfür dann ermittelten Zwischenposition erfolgt. Oder in dem die Zeit von der automatischen Abschaltung des Hydraulikmotors nach Vollendung der Verpressung (Ermittlung wie vorstehend ausgeführt) bis zu einem (kurzen) willentlichen Wiedereinschalten zur Unterbrechung des Rücklaufs gemessen wird und danach, im folgenden Zyklus, diese Unterbrechung - nach Ablauf der so gemessenen und danach gespeicherten Zeitspanne - automatisch erfolgt. Diese automatische Unterbrechung kann dann, wie weiter vorne auch schon ausgeführt, so lange bei jedem Zyklus erfolgen, wie eine bestimmte Betätigungsweise, etwa Gedrückthalten des Startknopfes bis die Unterbrechung erfolgt ist, beibehalten wird.
Im Allgemeinen kommt es auch nicht darauf an, dass der Rücklauf nach Erreichen eines immer gleichen Maximaldrucks erfolgt. Bei Verwendung eines Wegsensors sind die Presszeiten und Presskräfte nicht wesentlich. Die Steuerung des Druckauf- und -Abbaus kann auch mit Magnetventilen erfolgen.
Andererseits kann, wie einleitend auch schon beschrieben wurde, in diesem Zusammenhang auch mit gewissen (mathematischen) Faktoren, seien sie nun wegverlängernd oder wegverkürzend, gearbeitet werden. Letztere werden sich in der Regel aus empirischen Kenntnissen her ergeben. Aber gleichwohl werksseitig bei Auslieferung des Gerätes vorgegeben sein.
Da in demselben Zeitmaß in der Regel beim unbehinderten Rücklauf ein größerer Weg zurückgelegt wird als beim Vorlauf unter Verpressbedingungen, ergibt sich sogleich auch ein in der Regel gewünschtes "Übermaß", um die Unterbrechung bzw. die Pressbacken-Freigabe mit Sicherheit vor der Stellung (der Freigabe-Position der Pressbacken) erreicht zu haben, die minimal erforderlich ist, um die nächste Verpressung durchführen zu können.
In Fig. 2 ist der Verpresszustand des Gerätes gemäß Fig.1 dargestellt.
In Fig. 3 ist das Gerät gemäß Fig.1 in der beim Rücklauf dann aufgrund der beschriebenen Verfahrensweise eingenommenen Zwischenposition dargestellt.
In Fig. 4 ist alternativ ein Gerät mit zwei Pressbacken dargestellt.
Mit Bezug zu Fig. 5 ist in teilweise schematischer Ansicht ein Verpressgerät dargestellt, in welchem ein Drucksensor 10 angeordnet ist. Wie sich aus dem Zusammenhang mit Fig. 6 ergibt, ist der Drucksensor zugeordnet dem Rücklaufkanal 11 des Hydraulikmittels angeordnet, über welchen Rücklaufkanal das Hydraulikmittel zu dem Rücklaufventil 12 strömt und von dort, bei geöffnetem Rücklaufventil, in den Vorratsbereich 13. Von dem Rücklaufkanal 11, in Rücklaufströmung gesehen jenseits des zu dem Rücklaufventil 12 gehenden Abzweigs, ist ein Stichkanal 14 vorgesehen, der, siehe Fig. 6, mit einem Aufnahmekanal 15 des Drucksensors 10 kommuniziert. Der Drucksensor ist also umfangsversetzt zu dem Rücklaufventil 12 und / oder dem Rücklaufkanal 11 angeordnet.
Mit Bezug zu Fig. 7 ist qualitativ der durch einen Drucksensor gemessene Druck über den Kolbenweg bei einer Verpressung dargestellt. Dies entspricht bereits einer Umrechnung. Denn die eigentliche Druckerfassung erfolgt in der Regel bevorzugt nur über die Zeit. Grundsätzlich kann aber ein zusätzlicher Wegsensor beispielsweise auch vorgesehen sein.
Die Kurve ist hier nur bis zu dem Ereignis gezeichnet, dass eine erste signifikante Werkstückberührung und damit Druckerhöhung gegeben ist. Entsprechend ist die Druckskala auch auf sehr niedrige Drücke, etwa bis zu 10 bar, in der Darstellung ausgelegt. Der Druck wird bevorzugt in regelmäßigen zeitlichen Abständen gemessen. Bei der Ausführungsform in Abständen von fünf Millisekunden.
Wesentlich ist, dass sich im Bereich niedriger Drücke bzw. anfänglichen Kolbenweges, bis es zu einer ersten signifikanten Druckerhöhung aufgrund einer Werkstückberührung kommt, ein linearer Verlauf ergibt, der auch bezüglich Hin- und Rücklauf hystereseartig beabstandet ist. Dieser Druckverlauf erklärt sich dadurch, dass die auf den Kolben wirkende Rückholfeder mit zunehmender Komprimierung eine höhere Kraft ausübt. Hierdurch erklärt sich der annähernd lineare Anstieg der Druckkurve, solange es nicht zu einer ersten signifikanten Werkstückberührung kommt. Dadurch, dass weiterhin die Reibung des Kolbens im Zylinder eine Rolle spielt, diese Reibungskraft jedoch je nach Bewegungsrichtung des Kolbens entgegengesetzt wirkt, kommt es zu den unterschiedlichen Kurven beim Vor- und Rücklauf. Die Druckdifferenz liegt im Bereich von 0,5 bis 1 bar.
Aufgrund dieses Zusammenhangs gemäß Fig. 7 kann außerhalb einer Werkstückberührung aus dem gemessenen Druck auch auf die Stellung des Kolbens geschlossen bzw. zurückgerechnet werden. Dies kann etwa dazu ausgenutzt werden, dass, durch den Vergleich der Messwerte, diejenige Kolbenstellung festgestellt wird, die noch dem linearen Zusammenhang entspricht, bevor es dann zu einer signifikanten Druckerhöhung aufgrund der Werkstückberührung kommt. Eine so festgestellte Kolbenstellung kann dann nachfolgend als Zwischenposition oder Halteposition herangezogen werden, von der aus dann die nächste Verpressung gestartet werden kann.
Zu Beginn der Bewegung des Presskolbens 5 erfolgt ein Drucksprung von Null auf beispielsweise 4 oder 5 bar. Dieser Drucksprung ist auf die vorzugsweise gegebene Vorspannung der Rückholfeder zurückzuführen.
Mit Bezug zu Fig. 8 ist in grundsätzlich gleicher Darstellung (Druck über Weg) wie in Fig. 7 der qualitative Druckverlauf bei einer vollständigen Verpressung dargestellt.
Der Verpressvorgang beginnt im Punkt A, hier bei unterstellt vollständig zurückgelaufenem Verpresskolben. Es erfolgt zunächst der geringfügige Druckanstieg bis zum Punkt B, welcher die Werkstückberührung und den Beginn einer signifikanten Verpressungs-Druckerhöhung darstellt. Die Verpressung spielt sich bis zum Erreichen des Punktes C ab, und zwar entsprechend einem ersten Druckgradienten. Nach Erreichen des Punktes C liegen die Pressbacken aufeinander, der Auslösedruck zum Ende des Verpressens bzw. Öffnen des Rücklaufventils ist aber noch nicht erreicht. Es kommt dann zu einer Erhöhung des Druckgradienten bis der Punkt D erreicht ist. Im Punkt D öffnet das Rücklaufventil bzw. wird die Verpressung beendet und der Druck fällt wieder ab bis zum Punkt E, woraufhin dann der Rücklauf des Kolbens, im gegebenen Fall bis zu dem Punkt A wiederum, sich vollzieht. Die Erhöhung des Druckgradienten zwischen den Punkten C und D ist darauf zurückzuführen, dass die Verpressung dann - praktisch nur noch - gegen die Steifigkeit des Werkzeugkopfes selbst, eben bei zusammengefahrenen Pressbacken, arbeitet. Diese ist deutlich höher als die Steifigkeit des zu verpressenden Werkstückes (Gradient zwischen B und C).
Dieser Unterschied in den Druckgradienten, jedenfalls nachdem eine erste Werkstückberührung erfolgt ist, die, wie weiter vorne erläutert, auch aufgrund etwa des Drucksensors, auch aber aufgrund des Motorstromes, festgestellt werden kann, kann auch zur weiteren Auswertung herangezogen werden. Nämlich zur Auswertung, ob wirklich eine vollständige Verpressung vorgelegen hat. Dadurch, dass der Druckgradient zwischen C und D, der gleichzeitig auch praktisch eine Werkzeugkonstante darstellt, erreicht wird, ist implizit gegeben, dass die Verpressbacken aneinander anliegen, die Verpressung also stattgefunden hat. Eine nicht vollständige Verpressung kann beispielsweise dann auch zur Auslösung eines Signals, beispielsweise eines akustischen Signals, genutzt sein. Das Signal muss dann weiter beispielsweise durch eine besondere Betätigung gelöscht werden. Weiter kann in dem Verpressgerät als Anzeigemittel auch eine Leuchtdiode vorgesehen sein. Etwa für den Zustand "Verpressung läuft".
In Fig. 9 ist zur Verdeutlichung der Druckverlauf (bzw. ein am Drucksensor gemessener Strom) über die Zeit aufgetragen. Es ist in Bezug auf einen typischen Verlauf für eine reale Verpressung. Auch hier können grundsätzlich die vorbeschriebenen Punkte A, B, C, D und E unterschieden werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines motorisch betätigten Hand-Verpressgerätes, bei welchem auf eine Schalterbetätigung hin ein oder mehrere Pressbacken aus einer Startposition in eine geschlossene Verpressposition bewegt werden, bis eine vorgegebene Verpresskraft erreicht ist oder eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, wonach selbsttätig, etwa durch Rücklauf eines Presskolbens, eine Pressbacken-Freigabe erfolgt, diese Freigabe jedoch vor Erreichen der Startposition in einer Zwischenposition unterbrochen werden kann, um einen nächsten Verpressvorgang von einer solchen Zwischenposition aus zu beginnen, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Unterbrechung ein der Zwischenposition zugeordnetes und im Zuge des Verpressvorganges ermitteltes Weg- und / oder Zeit- und / oder Druckmaß erfasst bzw. gespeichert wird, zufolge welchen Maßes die Freigabe bei folgenden Pressvorgängen selbsttätig an der diesbezüglichen Zwischenposition unterbrochen werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Werkstückberührung ermittelt wird und ein zugeordnetes Weg-, Zeit-oder Druckmaß erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückberührung durch Auswertung des Motorstroms ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit von der ersten Werkstückberührung bis zur Vollendung der Verpressung gemessen wird und die Freigabe der Pressbacken nach Verstreichen eines der gemessenen Zeit entsprechenden Weges seit Vollendung der Verpressung unterbrochen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer bestimmten Betätigung des Gerätes bei folgenden Verpressvorgängen der Rücklauf jeweils nur bis zu der Zwischenposition durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Weg- und / oder Zeitmaß zufolge einer freigewählten Unterbrechung erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Weg- und / oder Zeitmaß zufolge einer Änderung im Betätigungsrhythmus erfasst wird.