EP2313235B1

EP2313235B1 - Verfahren zur überwachung des verschleisses einer handzange und vorrichtung hierfür

Info

Publication number: EP2313235B1
Application number: EP10721473A
Authority: EP
Inventors: Thomas Wagner; Peter Lutze
Original assignee: Rennsteig Werkzeuge GmbH
Current assignee: Rennsteig Werkzeuge GmbH
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2030-05-17
Also published as: DE102009026470A1; EP2313235A1; PL2313235T3; US20120067097A1; US8613210B2; ATE538903T1; ES2380001T3; WO2010136346A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Verschleißes einer Handzange sowie eine hierfür geeignete Vorrichtung. Im Weiteren betrifft die Erfindung Handzangen, bei denen der Verschleiß überwacht wird. Im Blickpunkt der Erfindung liegen Handzangen, bei denen Presselemente auf ein Werkstück pressbar sind und ein durch Betätigung der Handzange zu erreichendes Pressmaß mit einer Voreinstellungsvorrichtung einstellbar ist. Speziell eignet sich die Erfindung für den Einsatz an Crimpzangen, deren Crimpmaß einstellbar ist.
Aus der DE 10 2004 009 489 A1 ist eine Einstellungsanzeige für Crimpzangen bekannt, bei denen die auf die Crimpkontakte einwirkenden Crimpstempel von einem in einem Kurvenkörper geführten Schwenkkolben in die Crimpstellung gebracht werden. Eine gewählte Voreinstellung der Crimpzange wird durch eine elektronische Anzeige angezeigt. Kommt es zum Verschleiß der Crimpstempel oder des Kurvenkörpers, so ist die Anzeige des Wertes für die Voreinstellung jedoch mit einem Fehler behaftet.
Die DE 296 02 238 U1 zeigt ein Prüfgerät zur Überprüfung von Pressgeräten oder deren die Pressbacken tragenden Teile. Das Pressgerät oder ein Teil desselben ist in einer bestimmten Position in das Prüfgerät einzulegen. Beim Prüfvorgang wird eine Leerverpressung durchgeführt, wobei nach Aufbringen des Pressdrucks die Spaltbreite zwischen zwei gegenüberliegenden Stirnseiten benachbarter Pressbacken vermessen wird. Die Spaltbreite wird der Bedienungsperson angezeigt, sodass diese entscheiden kann, ob das Pressgerät noch weiter verwendet werden kann oder nicht. Diese Lösung ist nur für Pressgeräte geeignet, bei denen die Pressbacken bei Betätigung des Pressgerätes grundsätzlich aneinander anschlagen, bzw. mit denen nur ein einziges Pressmaß verwirklicht werden kann.
Die DE 200 12 887 U1 zeigte eine Vorrichtung für die Verschleißprüfung an Presszangen. Diese Vorrichtung umfasst ein Prüfelement, welches einen Indikator aufweist und beim Verpressen eines Gegenstandes zwischen den Stirnseiten der Pressbacken der Presszange anzuordnen ist. Der Indikator wird unterhalb einer vorbestimmten vergleichsweise kleinen Spaltbreite verpresst. Auch diese Lösung ist ausschließlich für Presszangen geeignet, bei denen die Pressbacken bei Betätigung der Presszange grundsätzlich aneinander anschlagen, bzw. mit denen nur ein einziges Pressmaß verwirklicht werden kann.
Die US 2008/0276678 A1 bzw. FR 2 916 091 A1 zeigt eine Crimpvorrichtung mit einer integrierten Einrichtung zur Überwachung des Hubweges der Stanzelemente. Die Crimpvorrichtung umfasst ein Element zum Einstellen des Hubweges der Stanzelemente und einen Sensor zur Bestimmung der Position des Einstellelementes. Mithilfe eines Programms zur Erfassung von Messwerten für die Einstellposition sowie für die Kraft und die Position der Werkzeughebel ist es auch möglich, die Klemmvorrichtung zu kalibrieren. Zu diesem Zweck sind für jede Position des Einstellelementes der maximale und der minimale Klemmdurchmesser unter Nutzung von Teststücken aufzuzeichnen. Hierdurch wird die Überwachungseinrichtung auf den tatsächlich zwischen den Stanzelementen resultierenden Durchmesser eingestellt, sodass mithilfe der Überwachungseinrichtung für jede Stellung der Stanzelemente das korrekte Maß des resultierenden Durchmessers erfassbar ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Überwachung des Verschleißes einer Handzange bereitzustellen, welches insbesondere für Handzangen geeignet ist, bei denen Presselemente auf ein Werkstück pressbar sind und ein durch Betätigung der Handzange zu erreichendes Pressmaß mit einer Voreinstellungsvorrichtung in einem vorgegebenen Bereich einstellbar ist. Weiterhin besteht die Aufgabe darin, eine entsprechende Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes einer solchen Handzange bereitzustellen. Insbesondere soll es eine derartige Handzange gestatten, den Verschleiß zu überwachen und durch eine nachfolgende Kalibrierung innerhalb vorgegebener Grenzen zu kompensieren.
Die genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 1, durch eine Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch 12 und durch Handzangen gemäß den nebengeordneten Ansprüchen 14 und 15 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Überwachung des Verschleißes einer Handzange, mit welcher Presselemente auf ein Werkstück gepresst werden können. Das zu erreichende Pressmaß, d. h. der zu erzielende Abstand zwischen den Presselementen bei einer vollständigen Betätigung der Handzange ist mit einer Voreinstellungsvorrichtung einstellbar. Die Voreinstellungsvorrichtung kann beispielsweise dazu dienen, die Handzange an unterschiedlich große zu verpressende Werkstücke anzupassen. Jedenfalls ist die Voreinstellungsvorrichtung dazu geeignet, einen Verschleiß der Handzange ausgleichen zu können. Bei einer bestimmungsgemäßen Benutzung der Handzange ist vor der Betätigung der Handzange das zu erreichende Pressmaß mit der Voreinstellungsvorrichtung einzustellen bzw. die Stellung der Voreinstellungsvorrichtung zu kontrollieren. Anschließend ist die Handzange zu betätigen, wodurch die Presselemente bis zu dem eingestellten Pressmaß aufeinander zu bewegt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zunächst den Schritt, dass eine Referenzstellung der Voreinstellungsvorrichtung erfasst bzw. gemessen wird. Diese Erfassung / Messung erfolgt vor einer erstmaligen Benutzung der Handzange nach deren Herstellung oder nach deren Wartung. Es wird dabei also davon ausgegangen, dass sich die Handzange in einem unverschlissenen Zustand befindet. Zur Messung der Referenzstellung ist die Handzange zu betätigen, wodurch die Presselemente in eine Position gebracht werden, in welcher sie das zu diesem Zeitpunkt eingestellte Pressmaß aufweisen. Die Presselemente sind dann durch ein Verstellen der Voreinstellungsvorrichtung in eine Position zu bringen, in welcher sie ein Referenzpressmaß aufweisen. Dabei ist sicherzustellen, dass die Presselemente tatsächlich das Referenzpressmaß verwirklichen. Demzufolge ist das Referenzpressmaß unmittelbar an den Presselementen festzustellen, beispielsweise dadurch, dass ein Kalibrierungsnormal, z.B. ein Lehrdorn zwischen die Presselemente gebracht wird. Alternativ kann das Referenzpressmaß z. B. mithilfe eines Messgerätes kontrolliert werden. Sobald die Presselemente in die das Referenzpressmaß aufweisende Position gebracht wurden, befindet sich die Voreinstellungsvorrichtung in der Referenzstellung, die zu messen ist. Im Ergebnis des ersten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt ein Maß für die Referenzstellung der Voreinstellungsvorrichtung vor.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Verschleißstellung der Voreinstellungsvorrichtung gemessen. Dieser Schritt erfolgt, nachdem die Handzange eine oder mehrere Male benutzt wurde, wodurch es zu einem Verschleiß der Handzange gekommen sein kann. Auch das Messen der Verschleißstellung erfolgt in einem betätigten Zustand der Handzange. In gleicher Weise wie beim Messen der Referenzstellung ist die Voreinstellungsvorrichtung zu verstellen, um die Presselemente in eine das Referenzpressmaß aufweisende Position zu bringen. Ist es bereits zu einem Verschleiß der Handzange, beispielsweise zu einem Verschleiß der Presselemente gekommen, so werden die Presselemente nun eine andere Position aufweisen, in welcher sie das Referenzpressmaß verwirklichen. Folglich wird auch die Voreinstellungsvorrichtung eine von der Referenzstellung abweichende Position aufweisen. Im Ergebnis des zweiten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt ein Maß für die Verschleißstellung der Voreinstellungsvorrichtung vor. Erfindungsgemäß wird eine Meldung ausgegeben, wenn das Maß der Verschleißstellung von dem Maß der Referenzstellung um mehr als ein zulässiges Verschleißmaß abweicht. Durch diese Meldung kann sichergestellt werden, dass der Benutzer der Handzange die Handzange nicht mehr benutzt, sobald die Handzange, insbesondere deren Presselemente, um mehr als ein zulässiges Maß verschlissen sind. Zwar könnte der Benutzer durch ein weiteres Verstellen der Voreinstellungsvorrichtung das gewünschte Pressmaß weiterhin erzielen, jedoch wüsste der Benutzer ohne die Meldung nicht, ob das Ergebnis der Pressung trotz eines Verschleißes der Presselemente noch den Anforderungen genügen wird. Dadurch kann beispielsweise vermieden werden, dass mit der Handzange eine Pressung ausgeführt wird, die zwar das gewünschte Pressmaß verwirklicht, jedoch aufgrund verschlissener Presselemente eine ungenügende Formung des Werkstückes bewirkt. Die Meldung kann beispielsweise optisch, akustisch oder auch dadurch erfolgen, dass die Benutzung der Handzange verhindert ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erstmalig möglich, den Verschleiß bei einer Handzange laufend zu überwachen und dadurch die Qualität des Ergebnisses der Pressung auf einem hohen Niveau sicherzustellen. Der zweite Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich das Messen der Verschleißstellung der Voreinstellungsvorrichtung ist hierfür nach einer bestimmten Anzahl an Benutzungen der Handzange zu wiederholen. Sobald die Zange bzw. deren Presselemente um mehr als ein zulässiges Verschleißmaß verschlissen sind, wird eine Meldung ausgegeben. Optional kann eine Aufforderung zur erneuten Verschließkontrolle generiert werden, wenn eine vorgegebene Anzahl von Pressungen durchgeführt wurde.
Das Messen der Referenzstellung und das Messen der Verschleißstellung können absolut oder auch relativ erfolgen. Das relative Messen ist aufgrund des geringeren Aufwandes für viele Anwendungen bevorzugt. Das Messen der Referenzstellung und das Messen der Verschleißstellung erfolgt dann jeweils dadurch, dass eine Änderung der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung gemessen wird, während die Voreinstellungsvorrichtung ausgehend von einer mechanisch definierten Bezugsstellung in die Referenzstellung bzw. in die Verschleißstellung gebracht wird. Die mechanisch definierte Bezugsstellung der Voreinstellungsvorrichtung weist den Vorteil auf, dass sie unabhängig von beispielsweise einem elektronisch gespeicherten Messwert der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung ist. So bleibt die mechanisch definierte Bezugsstellung auch dann erhalten, wenn z. B. die Spannungsversorgung einer Vorrichtung zum elektronischen Messung der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung unterbrochen wird.
Die mechanisch definierte Bezugsstellung ist bevorzugt durch einen mechanischen Anschlag der Voreinstellungsvorrichtung gebildet, bei welchem die Presselemente das minimal einstellbare Pressmaß aufweisen. Es handelt sich somit um einen unteren Anschlag der Voreinstellungsvorrichtung, von welchem ausgehend die Referenzstellung und die Verschleißstellung der Voreinstellungsvorrichtung bestimmt werden. Die mechanisch definierte Bezugsstellung kann aber auch durch eine Raststellung, durch eine Markierung o. ä. gebildet sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Stellung der Voreinstellungsvorrichtung während einer bestimmungsgemäßen Benutzung der Handzange laufend gemessen. Das gemessene Maß der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung wird laufend in das jeweils eingestellte Pressmaß umgerechnet. Für diese Umrechnung muss zumindest bekannt sein, welche Abhängigkeit die Änderung des Pressmaßes von der Änderung der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung aufweist. Diese Abhängigkeit kann beispielsweise ausgehend von der Dimensionierung der Handzange berechnet werden oder durch eine Messreihe bestimmt werden. Das berechnete Pressmaß wird bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angezeigt, sodass der Benutzer der Handzange das jeweils eingestellte Pressmaß ablesen kann. Diese Ausführungsform weist u. a. den Vorteil auf, dass die Handzange aufwandsarm an andere zu erreichende Pressmaße angepasst werden kann.
Wie bei jeder beliebigen Stellung der Voreinstellungsvorrichtung wird das eingestellte Pressmaß auch in der Bezugsstellung der Voreinstellungsvorrichtung aus deren gemessener Stellung berechnet. Dieses besondere Pressmaß wird bevorzugt beim Messen der Referenzstellung gespeichert, sodass es zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt angezeigt werden kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abweichung der Verschleißstellung von der Referenzstellung in einem auf das Pressmaß bezogenen Verschleiß umgerechnet und angezeigt. Diese Umrechnung basiert wiederum auf der Abhängigkeit der Änderung des Pressmaßes von der Änderung der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich der Benutzer der Handzange auf Anforderung anzeigen lassen, wie hoch der Verschleiß der Handzange ist. Der Verschleiß kann beispielsweise in µm angezeigt werden.
Das Umrechnen des Maßes der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung in das jeweils eingestellte Pressmaß erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit vom Maß der zuletzt gemessenen Verschleißstellung. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt der zweite Schritt, nämlich das Messen der Verschleißstellung, gleichzeitig eine Kalibrierung der Anzeige des Pressmaßes dar. Dabei dient das Referenzpressmaß als Ausgangspunkt für die Umrechnung. Entsprechend der gemessenen Änderung der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung wird auf eine Änderung des Pressmaßes gegenüber dem Referenzpressmaß geschlossen. Nach jedem Messen der Verschleißstellung der Voreinstellungsvorrichtung, d. h. nach jedem Kalibrierungsvorgang wird bevorzugt ein Kalibrierungszähler inkrementiert, wodurch bekannt ist, wie oft die Handzange nach deren Herstellung oder einer Rückstellung des Kalibrierungszählers nach einer Wartung kalibriert wurde. Ein Wert des Kalibrierungszählers wird bevorzugt angezeigt, sodass er insbesondere im Wartungsfall abgelesen werden kann. Der Wert des Kalibrierungszählers wird vorzugsweise in einem nicht flüchtigen Speicher abgelegt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Überwachung des Verschleißes einer Handzange. Bei der Handzange sind Presselemente auf ein Werkstück pressbar. Ein durch Betätigung der Handzange zu erreichendes Pressmaß ist mit einer Voreinstellungsvorrichtung einstellbar. Die Vorrichtung ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert. Die bereits erwähnte Kalibrierung der Anzeige des Pressmaßes dient bei aufgetretenem Verschleiß der Korrektur des Verschleißwertes in der Anzeige, sodass trotz Verschleiß der Presselemente das tatsächlich zu erreichende Pressmaß angezeigt wird, d.h. korrekt eingestellt werden kann. Diese Verschleißkorrektur soll erfindungsgemäß in vorgegebenen Grenzen gehalten werden, um die Qualität des Pressvorgangs hoch zu halten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst bevorzugt ein absolutes oder ein inkrementelles Wegmesssystem zur Messung der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung. Wird ein absolutes Wegmesssystem verwendet, so ist keine Bezugsstellung der Voreinstellungsvorrichtung notwendig.
Bei der erfindungsgemäßen Handzange sind Presselemente auf ein Werkstück pressbar. Ein durch Betätigung der Handzange zu erreichendes Pressmaß ist mit einer Voreinstellungsvorrichtung einstellbar. Die Handzange umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes der Handzange. Bei der erfindungsgemäßen Handzange kann es sich beispielsweise um eine Handzange handeln, bei welcher flache Pressbacken paarweise gegenüberliegend auf ein Werkstück gepresst werden. Die erfindungsgemäße Handzange ist besonders für Anwendungen geeignet, bei denen sehr hohe Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit der Verpressung gestellt werden, beispielsweise für Handzangen mit halbkreisförmigen Pressbacken zur Verpressung von Rohrverbindungen. Die erfindungsgemäße Handzange kann auch durch eine Handzange gebildet sein, bei welcher die Presselemente eine schneidende oder eine brechende Funktion aufweisen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handzange ist diese als eine Crimpzange ausgebildet, mit welcher ein durch ein elektrisches Verbindungselement gebildetes Werkstück verpresst werden kann. Die erfindungsgemäße Crimpzange umfasst zunächst einen ersten Handhebel und einen zweiten Handhebel. Die Crimpzange umfasst weiterhin mehrere durch Einkerbelemente gebildete Presselemente zum Einpressen mehrerer Kerben in das zu verpressende Werkstück. Die Presselemente besitzen jeweils aufeinander zu gerichtete Ambossflächen, zwischen den ein Aufnahmequerschnitt zur Aufnahme des zu verpressenden Werkstückes verbleibt. Am ersten Handhebel ist ein Führungskörper befestigt, in welchem die Presselemente radial beweglich geführt sind. Am zweiten Handhebel ist eine Antriebskurvenplatte befestigt, die gegenüber dem Führungskörper rotierbar ist. Die Antriebskurvenplatte besitzt radial nach innen gerichtete Nockenoberflächen, die auf radial nach außen gerichtete Nockenanschlagsflächen der Presselemente einwirken. Durch eine relative Verdrehung zwischen dem Führungskörper und der Antriebskurvenplatte werden die Presselemente radial nach innen verlagert, um den Pressvorgang durch Verengung des Aufnahmequerschnitts auszuführen. Die Antriebskurvenplatte ist gegenüber dem zweiten Handhebel über eine durch eine Stellschraube gebildete Voreinstellungsvorrichtung verschwenkbar. Die als Crimpzange ausgeführte Handzange umfasst weiterhin die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes der Crimpzange.
An elektrische Crimpverbindungen werden beispielweise im Flugzeugbau sehr hohe Anforderungen gestellt. Die gegenüberliegenden eingepressten Kerben müssen einen Abstand aufweisen, der exakt dem geforderten Pressmaß entspricht. Weiterhin müssen die Kerben exakt die vorgeschriebene Formung aufweisen. Demzufolge dürfen die Presselemente der Crimpzange nur um ein geringes vorgeschriebenes Maß verschlissen sein. Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Crimpmaschinen mit Vorrichtungen zur Überwachung des Verschleißes auszustatten. Mit der erfindungsgemäßen Handzange ist es erstmalig möglich, eine solche Überwachung auch bei einer mobilen Handzange zu gewährleisten.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handzange, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1:: eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handzange unter Darstellung verdeckter Kanten; und
Fig. 2:: eine weitere Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Handzange mit einer an einen unteren Anschlagpunkt eingestellten Voreinstellungsvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handzange, nämlich eine Crimpzange. In dieser Darstellung sind verdeckte Körperkanten durch gestrichelte Linien dargestellt. Bei der Handzange handelt es sich um eine handbetätigte Crimpzange zum Vercrimpen von elektrischen Anschlusselementen. Die Crimpzange umfasst einen ersten Handhebel 01 und einen zweiten Handhebel 02, die gegeneinander verschwenkbar sind. Die Crimpgesenke der Zange sind geöffnet, wenn die beiden Handhebel 01, 02 voneinander weg geschwenkt sind. Die Handzange wird dadurch geschlossen, dass die beiden Handhebel 01, 02 aufeinander zu geschwenkt werden. Im geschlossenen Zustand der Crimpzange schlagen die beiden Handhebel 01, 02 an Anschlagflächen 03 aneinander an. Die Crimpzange verharrt in dem geschlossenen betätigten Zustand, da eine Drehklinke 04 in eine Verzahnung 06 eingeklinkt ist. Zum Öffnen der Crimpzange ist die Drehklinke 04 zu betätigen, sodass sie aus der Verzahnung 06 herausklinkt und die Verschwenkung der beiden Handhebel 01, 02 freigibt.
Am ersten Handhebel 01 ist ein Führungskörper 07 befestigt. Der Führungskörper 07 weist im Wesentlichen die äußere Form eines Zylinders auf, dessen Drehachse die Schwenkachse des ersten Handhebels 01 bildet. In dem Führungskörper 07 sind vier durch Einkerbelemente gebildete Presselemente 08 radial beweglich angeordnet. Die vier Presselemente 08 bilden gemeinsam ein Crimpgesenk und weisen jeweils eine Ambossfläche 09 auf, welche dafür vorgesehen ist, eine Kerbe in das zu verpressende elektrische Verbindungselement einzupressen. Die Ambossflächen 09 der vier Presselemente 08 sind aufeinander zu gerichtet. Bei einer radialen Bewegung der Presselemente 08 bewegen sich die Ambossflächen 09 auf die Verschwenkachse des Handhebels 01 zu oder von dieser weg. Die vier Presselemente 08 besitzen radial nach außen gerichtete Nockenanschlagsflächen 11, die an nach innen gerichtete Nockenoberflächen 12 einer Antriebskurvenplatte 13 anschlagen. Die Antriebskurvenplatte 13 weist einen ringförmigen inneren Querschnitt auf, in welchem der Führungskörper 07 rotierbar geführt ist. Die Antriebskurvenplatte 13 ist am zweiten Handhebel 02 befestigt. Durch ein Betätigen der Crimpzange, d. h. durch ein Verschwenken der beiden Handhebel 01, 02 rotieren die Antriebskurvenplatte 13 und der Führungskörper 07 gegeneinander. Dabei gleiten die Nockenoberflächen 12 über die Nockenanschlagsflächen 11 der Presselemente 08. Die Nockenoberflächen 12 sind derart gestaltet, dass sich ihr Abstand zur Verschwenkachse in Richtung ihrer umfänglichen Ausdehnung ändert. Dies führt dazu, dass die mit ihren Nockenanschlagsflächen 11 an die Nockenoberflächen 12 anschlagenden Presselemente 08 ihren Abstand zur Verschwenkachse der beiden Handhebel 01, 02 ändern, wenn die Antriebskurvenplatte 13 und der Führungskörper 07 gegeneinander rotieren. Wird die Crimpzange betätigt, so werden die vier Presselemente 08 in Richtung der Verschwenkachse bewegt. Befindet sich ein zu verpressendes elektrisches Verbindungselement zwischen den Ambossflächen 09 der Presselemente 08, so wird dieses verpresst, wobei die Ambossflächen 09 der Presselemente 08 Kerben in das elektrische Verbindungselement einpressen.
Die Antriebskurvenplatte 13 kann über eine Voreinstellungsvorrichtung 14 gegenüber dem zweiten Handhebel 02 um einen Winkel von etwa 20° verschwenkt werden. Die Voreinstellungsvorrichtung 14 umfasst eine vorzugsweise feststellbare Rändelschraube 16, die in einem Gewinde im zweiten Handhebel 02 geführt ist. Durch ein Drehen der Rändelschraube 16 verschiebt sich ein an der Rändelschraube 16 befestigter Längsbolzen 17, in welchem ein Querbolzen 18 geführt ist. Der Querbolzen 18 wird weiterhin innerhalb einer Kulisse 19 geführt, wodurch die Verschiebung des Querbolzens 18 begrenzt ist. Der Querbolzen 18 ist an einem Schwenkarm 21 der Antriebskurvenplatte 13 befestigt. Somit führt eine Verschiebung des Querbolzens 18 über den Schwenkarm 21 zu einer partiellen Rotation der Antriebskurvenplatte 13 gegenüber dem zweiten Handhebel 02. Daher kann durch ein Drehen der Rändelschraube 16 die Antriebskurvenplatte 13 gegenüber dem zweiten Handhebel 02 verschwenkt werden. Hierdurch ist derjenige Anteil der Nockenoberflächen 12, welcher beim vollständigen Schließen der Handzange auf die Nockenanschlagsflächen 11 der Presselemente 08 einwirkt, veränderbar. Letztlich ist damit der beim vollständigen Schließen der Crimpzange erzielte Abstand zwischen den Ambossflächen 09 der Presselemente 08, d. h. das erzielte Pressmaß wählbar. Die Verstellung des Pressmaßes mit der Voreinstellungsvorrichtung 14 dient dazu, die Handzange an unterschiedlich große elektrische Verbindungselemente anzupassen und außerdem auch dazu, einen Verschleiß der Handzange, insbesondere einen Verschleiß der Ambossflächen 09 der Presselemente 08 ausgleichen zu können.
Die Stellung der Voreinstellungsvorrichtung 14, insbesondere die Rotation der Rändelschraube 16 ist mit einem Drehgeber 22 messbar. Der Drehgeber arbeitet inkrementell und gibt eine definierte Vielzahl von Impulsen je Umdrehung der Rändelschraube 16 ab. Der Drehgeber 22 ist elektrisch mit einem Mikrokontrollersystem 23 verbunden, in welchem die von dem Drehgeber 22 abgegebenen elektrischen Impulse verarbeitet werden. Das Mikrokontrollersystem 23 wird durch eine Knopfzelle 24 elektrisch gespeist. Das Mikrokontrollersystem 23 ist weiterhin mit einer digitalen Anzeige 26 elektrisch verbunden, auf welcher Informationen alphanumerisch angezeigt werden können. Um das Mikrokontrollersystem 23 einzuschalten, ist z.B. eine erste Taste 27 zu betätigen. Eine zweite Taste 28 dient zum Umschalten zwischen verschiedenen Betriebsarten des Mikrokontrollersystems 23.
Bei der gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handzange beträgt der mit der Voreinstellungsvorrichtung 14 einstellbare zu erzielende Abstand zwischen den Ambossflächen 09 der Presselemente 08 zwischen 0,65 mm und 3 mm. Bei diesem Abstand zwischen den Ambossflächen 09 der Presselemente 08 handelt es sich um das zu erzielende Pressmaß. Die gezeigte Handzange ist dabei für Pressmaße zwischen 0,75 mm und 1,8 mm vorgesehen. Eine vollständige Umdrehung der Rändelschraube 16 der Voreinstellungsvorrichtung 14 bewirkt eine Änderung des zu erreichenden Pressmaßes um 0,2 mm. Die erfindungsgemäße Handzange kann auch für andere Größenordnungen des zu erreichenden Pressmaßes ausgelegt werden, beispielsweise im Submillimeter- oder im Zentimeterbereich. Insbesondere kann auch der mit der Voreinstellungsvorrichtung wählbare Bereich des Pressmaßes eine andere Größenordnung aufweisen. Auch kann die erfindungsgemäße Handzange derart ausgeführt sein, dass die Voreinstellungsvorrichtung 14 ausschließlich dem Ausgleich eines Verschleißes dient.
Nach der Herstellung der Handzange ist diese vor einer erstmaligen Benutzung in einen betätigten Zustand zu bringen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Knopfzelle 24 noch nicht in der Handzange, sodass das Mikrokontrollersystem 23 noch nicht in Betrieb ist. Anschließend ist die Voreinstellungsvorrichtung 14 bis zu deren unterem Anschlagpunkt zu verstellen. Der untere Anschlagpunkt ist dann erreicht, wenn der Querbolzen 18 seine von der Rändelschraube 16 am weitesten entfernte Position erreicht hat. In dieser Position ist der Querbolzen 18 an eine in der Darstellung links angeordnete Begrenzung 29 der Kulisse 19 angeschlagen. Hierdurch ist das kleinste mit der Voreinstellungsvorrichtung 14 wählbare Pressmaß der Handzange eingestellt. Dieses beträgt bei der gezeigten Ausführungsform beispielhaft 0,65 mm. Im nächsten Schritt ist die Knopfzelle 24 in die Handzange einzulegen, woraufhin das Mikrokontrollersystem 23 zu arbeiten beginnt. In der Anzeige 26 erscheint die Meldung "CAL", durch welche der Benutzer zur Kalibrierung aufgefordert wird. Für die Kalibrierung ist ein Kalibrierdorn (nicht gezeigt) zu verwenden, der bei der gezeigten Ausführungsform einen Durchmesser von 2 mm hat. Um die Kalibrierung durchzuführen, ist die Voreinstellungsvorrichtung 14 durch Drehen der Rändelschraube 16 zu verstellen. Da sich die Voreinstellungsvorrichtung 14 zunächst noch an deren unterem Anschlagpunkt befindet, kann die Voreinstellungsvorrichtung 14 nur derart verstellt werden, dass sich das eingestellte Pressmaß vergrößert. Nachdem das eingestellte Pressmaß schätzungsweise das Maß des Kalibrierdorns erreicht hat, hat der Benutzer vorsichtig zu prüfen, ob der Kalibrierdorn ohne Spiel zwischen die Ambossflächen 09 der Presselemente 08 gleiten kann. Kann er dies noch nicht, ist das Pressmaß weiter zu vergrößern. Gleitet der Kalibrierdorn mit Spiel zwischen die Ambossflächen 09 der Presselemente 08, so ist er wieder zu entfernen und das Pressmaß ist wieder zu verkleinern, um anschließend erneut zu prüfen, ob der Kalibrierdorn ohne Spiel zwischen die Ambossflächen 09 der Presselemente 08 gleitet. Sobald ein Pressmaß mithilfe der Voreinstellungsvorrichtung 14 eingestellt ist, welches dem Maß des Kalibrierdorns gleicht, ist das Mikrokontrollersystem 23 zu veranlassen, den Messwert für die Stellung der Voreinstellungsvorrichtung 14 zu speichern. Hierfür ist die zweite Taste 28 für eine Zeitdauer zwischen 4 s und 8 s zu betätigen, wobei beim Loslassen der zweiten Taste 28 die erste Taste 27 betätigt sein muss. Das Mikrokontrollersystem 23 hat seit dem Einlegen der Knopfzelle 24 sämtliche Impulse des Drehgebers 22 gezählt. Die Anzahl dieser Impulse ist ein Maß für den Abstand des kleinsten einstellbaren Pressmaßes am unteren Anschlagpunkt der Voreinstellungsvorrichtung 14 und dem mit dem Kalibrierdorn eingestellten Pressmaß. Die Anzahl der Impulse des Drehgebers 22 steht unmittelbar für das Maß der Verstellung der Voreinstellungsvorrichtung 14. Da der mathematische Zusammenhang zwischen der Verstellung der Voreinstellungsvorrichtung 14 und der Änderung des Pressmaßes bekannt ist und weiterhin bekannt ist, dass zum Zeitpunkt der Übernahme des kalibrierten Pressmaßes die Stellung der Voreinstellungsvorrichtung 14 dem Maß des Kalibrierdorns glich, können im Mikrokontrollersystem 23 fortlaufend die eingestellten Pressmaße berechnet werden. Auch kann anhand der bis dahin gezählten Impulse des Drehgebers 22 auf das zu Betriebsbeginn eingestellte kleinste erzielbare Pressmaß geschlossen werden und dieses gespeichert werden. Dieser Wert wird in einem nichtflüchtigen Speicher des Mikrokontrollersystems 23 abgelegt und kann nur durch eine werkseitige Programmierung überschrieben werden. Durch die Übernahme des mit dem Kalibrierdorn abgeglichenen Pressmaßes ist die Handzange in einen betriebsbereiten Zustand versetzt. Die Handzange kann nun durch ein Verstellen der Voreinstellungsvorrichtung 14 an unterschiedlich große Pressmaße angepasst werden, wobei das aktuell eingestellte Pressmaß in der Anzeige 26 angezeigt wird.
Die Anzeige des eingestellten Pressmaßes wird dann eine Abweichung vom tatsächlich eingestellten Pressmaß aufweisen, wenn die Handzange, insbesondere die Ambossflächen 09 der Presselemente 08 einen Verschleiß aufweisen. Es wird dann dazu kommen, dass das tatsächliche Pressmaß größer als das in der Anzeige 26 angezeigte Maß ist. Daher ist der Kalibrierungsvorgang regelmäßig zu wiederholen. Hierfür ist die Handzange zu schließen und das Pressmaß mithilfe der Voreinstellungsvorrichtung 14 derart einzustellen, dass der Kalibrierdorn ohne Spiel zwischen die Ambossflächen 09 der Presselemente 08 gleitet. Ist es zu einem Verschleiß gekommen, so wird die nunmehr gewählte Stellung der Voreinstellungsvorrichtung 14 von der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung 14 während des vorhergehenden Kalibriervorganges abweichen. Diese Abweichung ist durch das Mikrokontrollersystem 23 anhand einer Differenz von elektrischen Impulsen des Drehgebers 22 messbar. Da der Zusammenhang zwischen der Verstellung der Voreinstellungsvorrichtung 14 und der Änderung des Pressmaßes bekannt ist, kann diese Differenz an Impulsen des Drehgebers 22 in ein Verschleißmaß der Ambossflächen 09 umgerechnet werden. Beträgt das errechnete Verschleißmaß mehr als ein voreingestelltes zulässiges Verschleißmaß, so zeigt das Mikrokontrollersystem 23 in der Anzeige 26 eine Fehlermeldung "E1" an. Der Benutzer der Handzange weiß nun, dass die Ambossflächen 09 der Presselemente 08 derart verschlissen sind, dass die Handzange nicht mehr eingesetzt werden darf. Das voreingestellte zulässige Verschleißmaß beträgt bei der gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handzange beispielhaft 0,1 mm. Es wäre dem Benutzer weiterhin möglich, mithilfe der Voreinstellungsvorrichtung 14 ein zu erzielendes Pressmaß von beispielsweise 1,5 oder 2,0 mm exakt einzustellen und die Anzeige des Pressmaßes exakt darauf zu kalibrieren. Jedoch wird der Benutzer durch die Fehlermeldung davon abgehalten. Dadurch wird verhindert, dass der Benutzer Crimpvorgänge durchführt, bei denen die Ambossflächen 09 der Presselemente 08 mehr als zulässig verschlissen sind, beispielsweise wenn die Spitzen der Ambossflächen 09 abgeflacht sind.
Nach einem längeren Betrieb des Mikrokontrollersystems 23 kommt es zur Entladung der Knopfzelle 24, sodass das Mikrokontrollersystem 23 nicht mehr arbeitet. Das Mikrokontrollersystem 23 beginnt wieder zu arbeiten, nachdem eine neue Knopfzelle 24 eingelegt wurde. Dabei ist sicherzustellen, dass sich im Moment des Einlegens der neuen Knopfzelle 24 die Voreinstellungsvorrichtung 14 an deren unteren Anschlag an der Begrenzung 29 der Kulisse 19 befindet. Damit wird sichergestellt, dass die relative Messung mit dem inkrementellen Drehgeber 22 weiterhin von demselben Bezugspunkt aus erfolgt. Sollte versehentlich die Voreinstellungsvorrichtung 14 nicht am unteren Anschlagpunkt eingestellt sein, so ist die Knopfzelle 24 zu entnehmen und nach Einstellung des unteren Anschlags der Voreinstellungsvorrichtung 14 erneut einzulegen.
Wird der zweite Taster 28 für eine Zeitdauer zwischen 8 s und 15 s betätigt, so werden mehrere Werte nacheinander in der Anzeige 26 angezeigt. Zunächst wird eine Seriennummer der Handzange angezeigt. Als nächstes wird dasjenige Pressmaß angezeigt, welches bei der ersten Kalibrierung der Handzange für die Bezugstellung der Voreinstellungsvorrichtung 14 berechnet wurde. Es handelt sich somit um das kleinste einstellbare Pressmaß, welches bei der Handzange im unverschlissenen Zustand einstellbar war. Als nächster Wert wird der bei der zuletzt durchgeführten Kalibrierung ermittelte Verschleißwert angezeigt. Zuletzt wird die Anzahl der seit der Herstellung der Handzange durchgeführten Kalibrierungen angezeigt. Nach jeder Kalibrierung wird im Mikrokontrollersystem 23 ein Zähler inkrementiert, welcher die Anzahl der bislang durchgeführten Kalibrierungen repräsentiert.
Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 gezeigte Handzange in einer Ansicht, bei welcher die verdeckten Kanten nicht dargestellt sind. Die Voreinstellungsvorrichtung 14 befindet sich im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Zustand der Handzange an deren unteren Anschlag.

Bezugszeichenliste

01 -: erster Handhebel
02 -: zweiter Handhebel
03 -: Anschlagflächen
04 -: Drehklinke
05 -: -
06 -: Verzahnung
07 -: Führungskörper
08 -: Presselement
09 -: Ambossfläche
10 -: -
11 -: Nockenanschlagsfläche
12 -: Nockenoberfläche
13 -: Antriebskurvenplatte
14 -: Voreinstellungsvorrichtung
15 -: -
16 -: Rändelschraube
17 -: Längsbolzen
18 -: Querbolzen
19 -: Kulisse
20 -: -
21 -: Schwenkarm
22 -: Drehgeber
23 -: Mikrokontrollersystem
24 -: Knopfzelle
25 -: -
26 -: digitale Anzeige
27 -: erste Taste
28 -: zweite Taste
29 -: Begrenzung

Claims

Verfahren zur Überwachung des Verschleißes einer Handzange, bei welcher Presselemente (08) auf ein Werkstück pressbar sind und ein durch Betätigung der Handzange zu erreichendes Pressmaß mit einer Voreinstellungsvorrichtung (14) einstellbar ist, die folgenden kennzeichnenden Schritte umfassend:
- Erfassen einer Referenzstellung der Voreinstellungsvorrichtung (14) in einem unverschlissenen Zustand, wenn die Presselemente (08) in einem betätigten Zustand der Handzange durch Verstellen der Voreinstellungsvorrichtung (14) in eine ein Referenzpressmaß aufweisende Position gebracht wurden;

- Erfassen einer Verschleißstellung der Voreinstellungsvorrichtung (14) nach Benutzung der Handzange, wenn die Presselemente (08) im betätigten Zustand der Handzange durch Verstellen der Voreinstellungsvorrichtung (14) in eine das Referenzpressmaß aufweisende Position gebracht wurden; und

- Ausgabe einer Meldung, wenn die Verschleißstellung von der Referenzstellung um mehr als ein zulässiges Verschleißmaß abweicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzstellung im unverschlissenen Zustand vor einer erstmaligen Benutzung der Handzange nach deren Herstellung oder Wartung erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der Referenzstellung und das Erfassen der Verschleißstellung jeweils dadurch erfolgt, dass eine Änderung der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung (14) gemessen wird, während die Voreinstellungsvorrichtung (14) ausgehend von einer mechanisch definierten Bezugsstellung (29) in die Referenzstellung bzw. in die Verschleißstellung gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsstellung der Voreinstellungsvorrichtung (14) durch einen mechanischen Anschlag (29) der Voreinstellungsvorrichtung (14) gebildet ist, bei welchem die Presselemente (08) das minimal einstellbare Pressmaß aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzpressmaß durch das Maß eines Kalibriernormals gebildet ist, welches zum Positionieren der Presselemente (08) zwischen diesen angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während einer bestimmungsgemäßen Benutzung der Handzange die Stellung der Voreinstellungsvorrichtung (14) laufend gemessen wird, wobei das gemessene Maß laufend in das eingestellte Pressmaß umgerechnet wird, welches angezeigt wird.
Verfahren nach dem auf Anspruch 3 rückbezogenen Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Erfassen der Referenzstellung in der Bezugsstellung (29) eingestellte Pressmaß aus der Änderung der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung (14) berechnet wird und anschließend gespeichert und angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung der Verschleißstellung von der Referenzstellung in einen auf das Pressmaß bezogenen Verschleiß umgerechnet und angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Umrechnen des Maßes der Stellung der Voreinstellungsvorrichtung (14) in das jeweils eingestellte Pressmaß in Abhängigkeit vom Maß der zuletzt gemessenen Verschleißstellung (14) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Erfassen der Verschleißstellung der Voreinstellungsvorrichtung (14) ein Kalibrierungszähler inkrementiert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert des Kalibrierungszählers angezeigt wird.
Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes einer Handzange, deren Presselemente (08) auf ein Werkstück pressbar sind, wobei ein durch Betätigung der Handzange zu erreichendes Pressmaß mit einer Voreinstellungsvorrichtung (14) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 konfiguriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Mikrokontrollersystem (23) zum Verarbeiten und Speichern von Messwerten sowie eine Digitalanzeige (26) zum Anzeigen von Messwerten und Meldungen umfasst.
Handzange deren Presselemente (08) auf ein Werkstück pressbar sind und deren durch Betätigung der Handzange zu erreichendes Pressmaß mit einer Voreinstellungsvorrichtung (14) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Handzange eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13 umfasst.
Handzange, die als Crimpzange ausgebildet ist, umfassend:
- einen ersten und einen zweiten Handhebel (01, 02);

- mehrere durch Einkerbelemente gebildete Presselemente (08) zum Einpressen mehrerer Kerben in ein zu verpressendes Werkstück, wobei die Presselemente (08) jeweils aufeinander zu gerichtete Ambossflächen (09) besitzen, zwischen denen ein Aufnahmequerschnitt zur Aufnahme des Werkstückes verbleibt;

- einen am ersten Handhebel (01) befestigten Führungskörper (07), in welchem die Presselemente (08) radial beweglich geführt sind;

- eine gegenüber dem Führungskörper (07) rotierbare, am zweiten Handhebel (02) befestigte Antriebskurvenplatte (13) mit radial nach innen gerichteten Nockenoberflächen (12), die auf radial nach außen gerichtete Nockenanschlagsflächen (11) der Presselemente (08) einwirken, wobei die Presselemente (08) durch eine relative Verdrehung zwischen dem Führungskörper (07) und der Antriebskurvenplatte (13) radial nach innen verlagert werden, um den Pressvorgang durch Verengung des Aufnahmequerschnitts auszuführen;

- eine durch eine Stellschraube gebildete Voreinstellungsvorrichtung (14), über welche die Antriebskurvenplatte (13) gegenüber dem zweiten Handhebel (02) verschwenkbar ist; und

- eine Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes der Crimpzange gemäß Anspruch 12 oder 13.