EP3151987B1 - Radialpresse - Google Patents

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EP3151987B1
EP3151987B1 EP15717807.0A EP15717807A EP3151987B1 EP 3151987 B1 EP3151987 B1 EP 3151987B1 EP 15717807 A EP15717807 A EP 15717807A EP 3151987 B1 EP3151987 B1 EP 3151987B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
press
pressing
radial
measured value
recorders
Prior art date
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Active
Application number
EP15717807.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3151987A1 (de
Inventor
Hubert POTH
Harald VON WAITZ
Carsten Baumgartner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Uniflex Hydraulik GmbH
Original Assignee
Uniflex Hydraulik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uniflex Hydraulik GmbH filed Critical Uniflex Hydraulik GmbH
Publication of EP3151987A1 publication Critical patent/EP3151987A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3151987B1 publication Critical patent/EP3151987B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B7/00—Presses characterised by a particular arrangement of the pressing members
    • B30B7/04—Presses characterised by a particular arrangement of the pressing members wherein pressing is effected in different directions simultaneously or in turn
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/04—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
    • B21D39/048—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods using presses for radially crimping tubular elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/02—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for connecting objects by press fit or detaching same
    • B25B27/10—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for connecting objects by press fit or detaching same inserting fittings into hoses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses

Definitions

  • the present invention relates to a radial press with a frame structure, a pressing tool, a drive unit and a press control, wherein the pressing tool comprises a plurality of evenly concentric about a press axis around arranged, pressing surfaces having pressing bodies which under appropriate action on the drive unit synchronously selectively in the direction of Press axis or are movable away from it.
  • Radial presses of the type mentioned above are used for various applications, for example for connecting fittings with hose sections in the production of ready-to-install hydraulic hose lines. They are known in various constructions and designs, for example as so-called “yoke presses” (cf. DE 4135465 A1 . DE 19912976 A1 and DE 19817882 B4 ), "Hollow piston press” (cf., for example DE 10149924 A1 ) or in other construction (see eg DE 2844475 A1 . DE 3611253 A1 . DE 10047025 C2 and DE 3331721 A1 ).
  • This object is achieved according to the present invention by arranged at a radial press of the generic type on the pressing tool in the direction of the press axis spaced positions at least two associated with the press control comparator signal transmitting connected transducers, wherein exceeding a stored in the press control tolerance the triggering of a signal output unit is triggered by the comparison value generated in the comparator of the measured values provided by the transducers.
  • the radial press according to the invention is thus characterized, in other words, by the fact that at least two transducers are provided on its pressing tool, in an arrangement staggered in the direction of the pressing axis.
  • These two transducers are signal-transmitting connected to the press control, namely with a comparator associated therewith, in which during the execution of the pressing or at least at the end of the provided by the two transducers measured values or possibly measured value curves (continuous or intermittent) are compared. If the comparison value determined in this case is - depending on the specific design of the sensor For example, in the difference between the measured values provided by the pickups or their relationship to one another, outside a tolerance range stored in the press control, the output of a signal which gives the operator a result deviating from the target range or an unscheduled course of the pressing occurs signaled.
  • the ratio of the measured values provided by the two transducers shifts out of the tolerance range stored in the press control. This is signaled to the operator, possibly with simultaneous automatic termination of the pressing process.
  • the detection of incorrect operations is also in terms of the life of the radial press of great advantage, for example, by the pressing process is stopped immediately, if there is an indication by a corresponding reference value that one with a The connection fitting to be connected to the hose has been inserted into the radial press up to the union nut or there is a foreign object in the tool.
  • the measured values provided by the measuring sensors can also be used in a preferred manner for an individual workpiece-related modification of the press profile stored in the press control.
  • the transducers - the measured values provided by the transducers are an indicator, and the energy consumption of the radial press a Efficiency analysis possible. Again, this is a measure that allows an optimization of the pressing process - in terms of its energy efficiency.
  • a further positive effect of the present invention is the possibility of saving material in the production of the workpiece (with the same performance). Because by optimizing the forming of the workpiece in the radial press according to the invention (see above), the workpiece needs to have fewer safety margins than this - for example to ensure a secure and reliable connection of a connection fitting with a piece of tubing - when machining corresponding workpieces on conventional radial presses is required.
  • the positive effects of the present invention are not limited solely to the quality of the pressed workpiece. Rather, the monitoring and analysis or evaluation of the measured values provided by the transducers permits conclusions to be drawn about the state of the radial press, for example the wear of wearing parts. This makes it possible to match the maintenance intervals and the replacement of wearing parts better to the individual needs of the individual machine. A precautionary early replacement of wearing parts is not required in this case, which is a significant economic aspect.
  • the measured values determined are preferably stored over a longer period, archived (possibly compressed) and evaluated, with a transmission (online or on data carrier) to the machine manufacturer - for a statistical, on several radial presses related evaluation - comes into consideration.
  • the measured values provided by them can be used for a significantly more accurate determination of the pressing force compared to the presence of only one pressing force sensor.
  • the radial press can be opened as soon as the change in the measured values over time (measured value gradient) falls below a certain value.
  • the course of the measured values when opening the radial press provides immediate information on the springback of the workpiece.
  • Comparable conclusions on the subsequent springback of the workpiece can be drawn from those measured values, which determine the at least two transducers when the desired dimension of the workpiece is reached for the first time, so that the degree of a required overpressing can already be determined taking into account these measured values.
  • the signal output unit has a comparison value display and / or a correction value display, which allows the operator to determine the extent of a possible incorrect positioning of the workpiece or the correction required accordingly.
  • the value for a positional correction of the workpiece can be calculated from the deviation of the comparison value of the two measured values provided by the transducers from the ideal value stored in the press control for the relevant pressing process, and, for example, a stop for the workpiece accordingly shifted.
  • the visual display of a corrected position of the workpiece for example by means of a laser marking.
  • the third transducer may in particular provide a reference value, for which purpose it ideally more or less centrally between the other two transducers or in the - on the press axis vertical plane of symmetry of the radial press is arranged.
  • the simultaneous consideration of the signals of all three transducers provides additional information from which in particular workpiece-specific anomalies (eg punctual damage to the workpiece) can be concluded.
  • the present invention can be realized with excellent results even in such widely used radial presses whose compacts are constructed in several parts, in particular by - two-piece structure - each radially outside a base jaw and radially inside a removable jaw or - built in three parts - a base jaw, a Include intermediate jaw and a removable, the pressing surface having pressing jaw.
  • Particularly meaningful results result in this case when the transducers are arranged on at least one pressing jaw, and preferably in the region of the two opposite in the direction of the pressing axis opposite ends.
  • the arrangement of at least two sensors on at least one base jaw is particularly favorable.
  • the signal strength of the signal provided by the respective transducer is typically lower in this arrangement of the transducer than in the case of the arrangement of the transducers on the pressing jaw directly adjacent to the workpiece, which would rather speak for the arrangement of the transducers on the latter;
  • the signal is still sufficient when properly designed the arranged on a base jaw transducer strong that a reliable evaluation in the sense of the present invention can be done.
  • the disadvantage of a lower signal strength is more than offset by pronounced advantages in terms of the reproducibility of the measurement results and also the handling of the radial press during operation.
  • the pressing jaw change in the arrangement of the transducers on at least one base jaw the pressing jaw change, as it is required for conversion of the radial press from one pressing task to another, is not hindered.
  • the transducers when the transducers are arranged on at least one base jaw, there are significant advantages in terms of cost; because in this case, reliable and cost-effective transducers with a wired signal transmission can be used, and it is not the equipment of all prepared for the different pressing tasks set of press jaws with transducers required. If, on the other hand, it is desirable in individual cases to arrange the transducers on the pressing jaws, the latter are particularly preferably prepared for wireless signal transmission in order to avoid the expense associated with the connection of the transducers to the press control during each conversion of the radial press.
  • radial presses in which one of the base jaws - is arranged in a fixed position relative to the frame structure, at least two transducers are preferably arranged at least on that stationary base jaw.
  • This proves in terms of to a simple construction of the radial press according to the invention with simultaneous high reliability as particularly favorable.
  • the signal quality it is particularly important to ensure that there are no disturbing influences, as is the case in the case of non-stationary, ie, base surfaces which are slidably supported on control surfaces.
  • transducers of different designs can be used to detect the load states leading to unscheduled results discussed above. Particularly favorable results can be achieved with comparatively low cost with transducers, which are designed as Verformungsaufsacrificing.
  • strain gauges should be mentioned here as particularly preferred embodiments.
  • Excellent evaluable signals provide full-bridge strain gauges, which can be attached in particular to the end faces of the compacts (in particular the base jaws). Instead of indirectly determining the stress states via the deformation caused thereby, as detected by strain transducers such as strain gauges, however, the stress states (for example in the at least one base jaw) can also be detected directly and directly using corresponding transducers.
  • sampling rates of the transducers depend on the workpiece to be pressed. While for typical applications (eg pressing a connection fitting with a hydraulic hose) sampling rates preferably in the range between 5ms and 10ms (corresponding to a frequency between 100Hz and 200Hz), are for sensitive applications of the radial press according to the invention (eg when pressing or ceramic components such as insulators) sampling rates preferably lower, eg in the range between 1ms and 10ms (corresponding to a frequency between 100Hz and 1kHz) or even lower.
  • the tolerance range stored in the press control and used in the evaluation of the measured values provided by the transducers is particularly preferably adjustable by means of an input unit. This takes into account the fact that, for different pressing tasks, different relationships of the measured values provided by the individual measuring sensors relative to one another can prove to be ideal, favorable or tolerable. In particular, the relationship that ideally holds the measurements provided by the transducers depends on which is the ideal position of the workpiece within the crimping tool.
  • the press control may in particular also include an adaptation circuit for the tolerance range, which takes into account as an input signal the geometric position of the pressing surfaces relative to the position of the pickup.
  • the axial length of the pressing jaws - especially those for small workpiece diameter - Is often substantially less than the axial length of the base jaws, on which ideally the end of the transducers are mounted (see above).
  • the pressing jaws are typically not positioned centrally on the base jaws, but rather in such a way that pressing jaws and base jaws are flush on the side facing the operator. This in turn leads to the fact that the pressing surfaces are typically offset relative to the center of the base jaws. The larger the offset, the more pronounced the ideal values of the pressure differ from the measured values provided by the transducers.
  • the radial press according to the invention can furthermore, according to yet another preferred development, have a temperature sensor whose signal is fed to the machine control.
  • temperature-related influences such as the lubricating behavior of lubricants that depends on the operating temperature, can be taken into account and compensated.
  • a plurality of temperature-dependent characteristic maps concerning the ideal comparison value of the measured values and the permissible tolerance are stored. In this way, even better workpiece qualities can be achieved.
  • the radial press underlying the present embodiment largely corresponds to that in the DE 4135465 A1 described and explained construction, as it is also widely used in practice. To avoid repetition, reference is therefore made in full to the cited publication.
  • Fig. 1 shown section of the front plan view of the pressing tool the (stationary) lower yoke 1, five compacts 2, arranged between the press springs 3, the two inserted into the lower yoke 1 sliding plates 4 and attached to the "45 ° -Press Economicsn" sliding plates. 5
  • Fig. 1 touched after Fig. 1 the lower, stationary to Unterjoch 1 arranged compact 2.1 the lower yoke not directly, but is based exclusively on the sliding plates 4 from.
  • Fig. 1 shown section of the front plan view of the pressing tool the (stationary) lower yoke 1, five compacts 2, arranged between the press springs 3, the two inserted into the lower yoke 1 sliding plates 4 and attached to the "45 ° -Press Economicsn" sliding plates. 5
  • FIG. 1 shown section of the front plan view of the pressing tool the (stationary) lower yoke 1, five compacts 2, arranged between the press springs 3, the two inserted into the lower yoke 1 sliding plates 4 and attached to the "45 °
  • the three-part structure of the compacts 2 each consist of a base jaw 6, a removable attached to this intermediate jaw 7 and removably attached to the latter, the pressing surface 8 having the pressing jaw 9, as is typical when using compacts with large radial extent for pressing tasks with relatively small diameter , If the radial press is converted to the machining of workpieces with a comparatively large diameter, pressing jaws 9 are used, which are mounted directly on the base jaws 6, so that in this case the pressing bodies 2 are in two parts.
  • Fig. 2 branches a typical situation of the individual parts of three-part compacts 2 to each other, as far as the axial extent. Namely, the intermediate jaw 7 is significantly shorter than the base jaw 6, and the pressing jaw 9 is in turn significantly shorter than the intermediate jaw 7.
  • the pressing jaws 9 are used, wherein the pressing jaws 9, the Intermediate jaws 7 and the base jaws 6 on the side facing the operator ( Fig. 1 ) close almost flush.
  • stationary compact 2.1 namely its base jaw 6.1 end of the two opposite end faces 10 and 11 transducers 12 in the form of full-bridge strain gauges 13 and 14 are attached. These are signal-transmitting via signal cable 15 to the press control, namely connected to a comparator associated therewith.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialpresse mit einer Rahmenstruktur, einem Presswerkzeug, einer Antriebseinheit und einer Pressensteuerung, wobei das Presswerkzeug eine Mehrzahl von gleichmäßig konzentrisch um eine Pressachse herum angeordneten, Pressflächen aufweisenden Presskörpern umfasst, welche unter entsprechender Beaufschlagung der Antriebeinheit synchron wahlweise in Richtung auf die Pressachse oder aber von dieser weg bewegbar sind.
  • Radialpressen der vorstehend angegebenen Art kommen für diverse Anwendungen zum Einsatz, beispielsweise für das Verbinden von Armaturen mit Schlauchabschnitten im Rahmen der Herstellung einbaufertiger Hydraulik-Schlauchleitungen. Sie sind in verschiedenen Bauweisen und Ausführungen bekannt, beispielsweise als sog. "Jochpresse" (vgl. z.B. DE 4135465 A1 , DE 19912976 A1 und DE 19817882 B4 ), "Hohlkolbenpresse" (vgl. z.B. DE 10149924 A1 ) oder in sonstiger Bauweise (vgl. z.B. DE 2844475 A1 , DE 3611253 A1 , DE 10047025 C2 und DE 3331721 A1 ).
  • Gattungsgemäße Radialpressen haben sich in der Praxis bewährt. Bei sachgerechter Anwendung lassen sich beispielsweise langlebige, sehr hohen Anforderungen genügende Verbindungen zwischen zwei Bauteilen (z.B. Schlauchabschnitt und Anschlussarmatur) herstellen. Ungeachtet dessen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Radialpressen der eingangs angegebenen Art hinsichtlich ihrer Handhabung weiter zu verbessern, und zwar insbesondere dahingehend, dass qualitativ hochwertige Ergebnisse noch weniger als bisher von der Erfahrung und/oder eingehenden Schulung des jeweiligen Bedieners abhängig sind bzw., mit anderen Worten, die Gefahr der Herstellung minderwertiger Ergebnisse durch weniger erfahrenes bzw. geschultes Bedienpersonal reduziert wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung, indem bei einer Radialpresse der gattungsgemäßen Art an dem Presswerkzeug an in Richtung der Pressachse zueinander beabstandeten Positionen mindestens zwei mit einem der Pressensteuerung zugeordneten Vergleicher signalübertragend verbundene Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei ein Überschreiten eines in der Pressensteuerung hinterlegten Toleranzbereichs durch den in dem Vergleicher generierten Vergleichswert der von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte eine Beaufschlagung einer Signalausgabeeinheit auslöst. Die erfindungsgemäße Radialpresse zeichnet sich somit, mit anderen Worten, dadurch aus, dass an ihrem Presswerkzeug mindestens zwei Messwertaufnehmer vorgesehen sind, und zwar in einer in Richtung der Pressachse zueinander versetzten Anordnung. Diese beiden Messwertaufnehmer sind signalübertragend mit der Pressensteuerung verbunden, und zwar mit einem dieser zugeordneten Vergleicher, in welchem während der Durchführung der Pressung oder zumindest an deren Ende die durch die beiden Messwertaufnehmer bereitgestellten Messwerte oder ggf. Messwertverläufe (kontinuierlich oder intermittierend) verglichen werden. Liegt der dabei ermittelte Vergleichswert, der - in Abhängigkeit von der spezifischen Ausführung der Aufnehmer - beispielsweise in der Differenz der durch die Aufnehmer bereitgestellten Messwerte oder aber deren Verhältnis zueinander bestehen kann, außerhalb eines in der Pressensteuerung hinterlegten Toleranzbereichs, so erfolgt die Ausgabe eines Signals, welches dem Bediener ein von dem Zielbereich abweichendes Ergebnis bzw. einen außerplanmäßigen Verlauf der Pressung signalisiert. Auf diese Weise können insbesondere verschiedene bedienerseitig hervorgerufene Fehler, welche sich in einer minderwertigen Ausführung der Pressung niederschlagen können, frühzeitig erkannt und eine Korrektor vorgenommen werden. Dies gilt namentlich für eine Fehlpositionierung des Werkstücks innerhalb der Radialpresse, d.h. in Richtung der Pressachse mehr oder weniger weit zu der Idealposition versetzt. Die vorliegende Erfindung nutzt auf diese Weise die Erkenntnis, dass bereits ein eher gering erscheinender Versatz des Werkstücks - in Richtung der Pressachse - relativ zu seiner Idealposition zu internen (asymmetrischen bzw. außermittigen) Kraftverhältnissen führt, die eine solche Verformung der Radialpresse hervorrufen, welche ein von seiner Sollform abweichendes Ergebnis der Pressung nach sich zieht, beispielsweise indem das Werkstück am Ende der Pressung leicht konisch ist statt zylindrisch. Eine solche Situation lässt sich mit herkömmlichen Pressensteuerungen selbst im Falle der Überwachung der Presskraft während des Presszyklus' nicht erfassen; denn die Presskraft als solche bewegt sich dabei typischerweise innerhalb der vorgegebenen Bandbreite, wird allerdings über die axiale Erstreckung des Werkstücks in unterschiedlichem Maße in letzteres eingebracht, weil die durch den besagten Versatz hervorgerufene Verformung der Radialpresse zu einer - mehr oder weniger ausgeprägten - Schrägstellung der Pressflächen relativ zu der Pressachse führt.
  • Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Radialpresse verschiebt sich im Falle einer solchen, von der Idealposition abweichenden Positionierung des Werkstücks innerhalb der Radialpresse das Verhältnis der durch die beiden Messwertaufnehmer bereitgestellten Messwerte aus dem in der Pressensteuerung hinterlegten Toleranzbereich heraus. Dies wird der Bedienperson signalisiert, ggf. unter gleichzeitiger automatischer Beendigung des Pressvorgangs. Erfolgt eine solche Erfassung dabei nicht nur bzw. nicht erst gegen Ende des Pressvorgangs, sondern vielmehr (kontinuierlich oder zumindest intermittierend) über den Pressvorgang, so kann letzterer so frühzeitig abgebrochen werden, dass eine Korrektur der Pressung möglich ist, d.h. Ausschuss gar nicht erst entsteht. Erst recht lassen sich in Anwendung der vorliegenden Erfindung sofort grobe Fehlbedienungen oder erhebliche Störeinflüsse erfassen, beispielsweise das Vorhandensein von Fremdkörpern im Bereich des Werkstücks, die Verarbeitung schadhafter (z.B. gebrochener) Werkstücke oder dergleichen, wobei sich ein während des Pressvorgangs erfolgender Werkstückbruch beispielsweise in einer ausgeprägten Unstetigkeit der von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte auswirkt. Die Erfassung von Fehlbedienungen ist auch im Hinblick auf die Lebensdauer der Radialpresse von großem Vorteil, beispielsweise indem der Pressvorgang sofort abgebrochen wird, wenn durch einen entsprechenden Vergleichswert Anzeichen dafür bestehen, dass eine mit einem Schlauch zu verbindende Anschlussarmatur bis zur Überwurfmutter in die Radialpresse eingelegt wurde oder sich ein Fremdkörper im Werkzeug befindet.
  • Selbst dann, wenn weniger erfahrenes bzw. weniger geschultes Personal zur Bedienung der Radialpresse eingesetzt wird, ist im Falle des Einsatzes einer erfindungsgemäßen Radialpresse die Gefahr der Herstellung minderwertiger Werkstücke durch die Radialpressung weit geringer als im Falle der Verwendung bekannter gattungsgemäßer Radialpressen nach dem Stand der Technik.
  • Die von den Messaufnehmern bereitgestellten Messwerte können in bevorzugter Weise auch für eine individuelle werkstückbezogene Modifikation des in der Pressensteuerung hinterlegten Pressverlaufs herangezogen werden. In diesem Sinne kommt beispielsweise in Betracht, die Pressgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Messwerten der Messaufnehmer zu modifizieren und auf diese Weise spezifisch im Hinblick auf das individuelle zu verpressende Werkstück zu optimieren. Innerhalb der Toleranz liegende Schwankungen hinsichtlich der Abmessungen und/oder des Werkstoffs des Werkstücks können so bei der Durchführung der individuellen Pressung berücksichtigt werden.
  • Weiterhin ist bei Einsatz der erfindungsgemäßen Radialpresse auf dem Wege eines Vergleichs der die Umformung des Werkstücks bewirkenden Kräfte, für welche - bei geeigneter Ausführung die Messwertaufnehmer - die von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte ein Indikator sind, und der Energieaufnahme der Radialpresse eine Wirkungsgradanalyse möglich. Auch dies ist eine Maßnahme, die eine Optimierung des Pressverfahrens - hinsichtlich seiner Energieeffizienz - erlaubt.
  • Eine weitere positive Auswirkung der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit, bei der Herstellung des Werkstücks (bei gleicher Leistungsfähigkeit) Material einzusparen. Denn durch die Optimierung des Umformens des Werkstücks in der erfindungsgemäßen Radialpresse (s.o.) braucht das Werkstück über weniger Sicherheitszuschläge zu verfügen, als dies - beispielsweise zur Gewährleistung einer sicheren und zuverlässigen Verbindung einer Anschlussarmatur mit einem Schlauchstück - bei der Bearbeitung von entsprechenden Werkstücken auf konventionellen Radialpressen erforderlich ist.
  • Die positiven Auswirkungen der vorliegenden Erfindung beschränken sich indessen nicht allein auf die Qualität des verpressten Werkstücks. Vielmehr gestattet die Überwachung und Analyse bzw. Auswertung der von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte Rückschlüsse auf den Zustand der Radialpresse, beispielsweise auf den Verschleiß von Verschleißteilen. Dies ermöglicht es, die Wartungsintervalle und den Austausch von Verschleißteilen besser auf den für die einzelne Maschine bestehenden individuellen Bedarf abzustimmen. Eines vorsorglichen frühzeitigen Austausches von Verschleißteilen bedarf es in diesem Falle nicht, was ein bedeutender ökonomischer Aspekt ist. Zugleich lässt sich auch die Sicherheit steigern; denn durch die Überwachung und Analyse bzw. Auswertung der von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte lassen sich - über die hierdurch bedingten Anomalien der Messwerte - auch Schäden (z.B. Brüche an Presskörpern oder sonstigen Teilen des Presswerkzeugs), die ggf. Folgeschäden eventuell sogar mit einer Gefährdung des Bedienpersonals nach sich ziehen könnten, sofort erkennen. Das Gleiche gilt für das Erkennen von Ermüdungen von Maschinenkomponenten sowie denkbare Manipulationen der Radialpresse. Zum Zwecke der Optimierung der Prozesse und der Qualitätssicherung werden dabei die ermittelten Messwerte bevorzugt über einen längeren Zeitraum gespeichert, archiviert (ggf. komprimiert) und ausgewertet, wobei auch eine Übermittlung (online oder auf Datenträger) zum Maschinenhersteller - für eine statistische, auf mehrere Radialpressen bezogene Auswertung - in Betracht kommt.
  • Weiterhin lassen sich bei einer geeigneten Ausführung der mindestens zwei Messwertaufnehmer die von diesen bereitgestellten Messwerte für eine wesentlich genauere Ermittlung der Presskraft heranziehen verglichen mit dem Vorhandensein lediglich eines Presskraftsensors.
  • Besonders aussagekräftige Erkenntnisse über den Zustand der Radialpresse und des gepressten Werkstücks ergeben sich dann, wenn die von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte in eine Relation zu für den Pressvorgang charakteristischen Prozessparametern gesetzt werden wie beispielsweise den Druck in einem der Antriebseinheit zugehörigen Hydraulikzylinder, die Zeit innerhalb eines Presszyklus' und/oder den Weg des Antriebs für das Presswerkzeug. Durch Abgleich der ermittelten Werte mit Sollwerten, wie sie für den durchzuführenden Pressvorgang charakteristisch sind, lassen sich nicht nur irreguläre Betriebszustände feststellen wie beispielsweise das Verpressen eines falschen Werkstücks, die Verwendung eines falschen Presswerkzeugs, das Fehlen einzelner Presskörper oder dergleichen. Auch bei regulären Pressverläufen sind Auswertungen nützlich, beispielsweise indem die ideale Dauer des Haltens der Presse am Ende des Pressvorgangs ermittelt wird in Abhängigkeit davon, wie sich die von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte über die Zeit verändern. So können im Interesse einer hohen Effizienz, d.h. möglichst kurzen Taktzeiten, bei konventionellen Radialpressen vorsorglich lange bemessene Haltezeiten verkürzt werden. In diesem Sinne kann die Radialpresse geöffnet werden, sobald die Veränderung der Messwerte über der Zeit (Messwertgradient) einen bestimmten Wert unterschreitet.
  • Der Verlauf der Messwerte beim Öffnen der Radialpresse gibt hinwiederum unmittelbaren Aufschluss auf das Rückfedern des Werkstücks. So lässt sich bereits frühzeitig, d.h. bei noch nicht vollständig geöffneter Radialpresse feststellen, dass noch ein bestimmtes Nachpressen erforderlich ist, damit das (rückgefederte) Werkstück nach dem Öffnen der Radialpresse sein Sollmaß einhält. Vergleichbare Rückschlüsse auf das spätere Rückfedern des Werkstücks lassen sich aus jenen Messwerten ziehen, welche die mindestens zwei Messwertaufnehmer beim erstmaligen Erreichen des Sollmaßes des Werkstücks ermitteln, so dass bereits unter Berücksichtigung dieser Messwerte das Maß eines erforderlichen Überpressens ermittelt werden kann.
  • Weiter oben ist bereits angeklungen, dass zusätzlich zu der (insbesondere optischen und/oder akustischen) Signalausgabeeinheit, mittels welcher die Bedienperson auf den außerplanmäßigen Verlauf der Pressung aufmerksam gemacht wird, vorgesehen sein kann, dass - durch entsprechende Einflussnahme auf die Antriebseinheit - der Pressvorgang automatisch unterbrochen bzw. abgebrochen wird. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Signalausgabeeinheit eine Vergleichswertanzeige und/oder eine Korrekturwertanzeige aufweist, welche der Bedienperson ermöglicht, das Maß einer möglichen Fehlpositionierung des Werkstücks bzw. der demgemäß erforderlichen Korrektur zu ermitteln. In der Pressensteuerung selbst kann aus der Abweichung des Vergleichswerts der beiden von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte von dem in der Pressensteuerung für den betreffenden Pressvorgang hinterlegten Idealwert der Wert für eine Lagekorrektur des Werkstücks berechnet werden und beispielsweise ein Anschlag für das Werkstück entsprechend verschoben werden. Entsprechendes gilt für die optische Anzeige einer korrigierten Position des Werkstücks, beispielsweise mittels einer Lasermarkierung.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass drei in Richtung der Pressachse zueinander beabstandet angeordnete Aufnehmer vorgesehen sind. Der dritte Messwertaufnehmer kann dabei insbesondere einen Referenzwert bereitstellen, zu welchem Zweck er idealerweise mehr oder weniger mittig zwischen den beiden anderen Messwertaufnehmern bzw. in der - auf der Pressachse senkrecht stehenden - Symmetrieebene der Radialpresse angeordnet ist. Die gleichzeitige Berücksichtigung der Signale aller drei Messwertaufnehmer stellt ergänzende Informationen bereit, aus denen insbesondere auf werkstückspezifische Anomalien (z.B. punktuelle Schäden am Werkstück) geschlossen werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung lässt sich mit hervorragenden Ergebnissen auch bei solchen verbreitet eingesetzten Radialpressen realisieren, deren Presskörper mehrteilig aufgebaut sind, insbesondere indem sie - zweiteilig aufgebaut - jeweils radial außen eine Grundbacke und radial innen eine abnehmbare Pressbacke oder aber - dreiteilig aufgebaut - eine Grundbacke, eine Zwischenbacke und eine abnehmbare, die Pressfläche aufweisende Pressbacke umfassen. Besonders aussagekräftige Ergebnisse ergeben sich in diesem Falle dann, wenn die Messwertaufnehmer an mindestens einer Pressbacke angeordnet sind, und zwar bevorzugt im Bereich von deren beiden in Richtung der Pressachse einander gegenüberliegenden Enden. Unter baulichen und weiteren praktischen Gesichtspunkten ist indessen die Anordnung der mindestens zwei Messaufnehmer an mindestens einer Grundbacke besonders günstig. Die Signalstärke des von dem jeweiligen Messwertaufnehmer bereitgestellten Signals ist zwar bei dieser Anordnung der Messwertaufnehmer typischerweise geringer als im Falle der Anordnung der Messwertaufnehmer an der - unmittelbar an dem Werkstück anliegenden - Pressbacke, was eher für die Anordnung der Aufnehmer an letzterer spräche; indessen ist das Signal bei sachgerechter Ausführung der an einer Grundbacke angeordneten Messwertaufnehmer noch immer hinreichend stark, dass eine zuverlässige Auswertung im Sinne der vorliegenden Erfindung erfolgen kann. Und der Nachteil einer geringeren Signalstärke wird mehr als aufgewogen durch ausgeprägte Vorteile hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Messergebnisse und auch der Handhabung der Radialpresse im Betrieb. Zu letzterem Aspekt zählt, dass bei der Anordnung der Messwertaufnehmer an mindestens einer Grundbacke der Pressbackenwechsel, wie er zur Umrüstung der Radialpresse von einer Pressaufgabe auf eine andere erforderlich ist, nicht behindert wird. Auch ergeben sich bei Anordnung der Messwertaufnehmer an mindestens einer Grundbacke in kostenmäßiger Hinsicht nennenswerte Vorteile; denn in diesem Falle können zuverlässige und kostengünstige Messwertaufnehmer mit einer kabelgebundenen Signalübertragung zum Einsatz kommen, und es ist nicht die Ausstattung sämtlicher für die unterschiedlichen Pressaufgaben bereitgehaltener Pressbackensätze mit Messwertaufnehmern erforderlich. Ist demgegenüber im Einzelfall unter besonderen Gesichtspunkten erwünscht, die Messwertaufnehmer an den Pressbacken anzuordnen, so sind letztere besonders bevorzugt für eine kabellose Signalübertragung hergerichtet, um den ansonsten bei jeder Umrüstung der Radialpresse mit dem Anschluss der Messwertaufnehmer an die Pressensteuerung verbundenen Aufwand zu vermeiden.
  • Bei solchen Radialpressen (typischerweise "Jochpressen"), bei denen eine der Grundbacken - relativ zu der Rahmenstruktur - ortsfest angeordnet ist, sind bevorzugt zumindest an eben jener ortsfesten Grundbacke mindestens zwei Messwertaufnehmer angeordnet. Dies erweist sich im Hinblick auf einen möglichst einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Radialpresse bei gleichzeitig großer Zuverlässigkeit als besonders günstig. Insoweit kommt, was die Signalqualität angeht, insbesondere zum Tragen, dass keine Störeinflüsse vorliegen, wie dies im Falle von nichtortsfesten, d.h. gleitend auf Steuerflächen abgestützten Grundbacken zutrifft.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können Messwertaufnehmer unterschiedlicher Bauweise eingesetzt werden, um die vorstehend diskutierten, zu unplanmäßigen Ergebnissen führenden Belastungszustände zu detektieren. Besonders günstige Ergebnisse lassen sich bei vergleichsweise geringen Kosten mit Messwertaufnehmern erzielen, welche als Verformungsaufnehmer ausgeführt sind. Hier sind namentlich Dehnungsmessstreifen als besonders bevorzugte Ausgestaltungen zu nennen. Hervorragend auswertbare Signale stellen dabei Vollbrücken-Dehnungsmessstreifen bereit, welche insbesondere stirnseitig an den Presskörpern (insbesondere den Grundbacken) angebracht sein können. Statt einer mittelbaren Ermittlung der Spannungszustände über die durch sie hervorgerufene Verformung, wie sie von Verformungsaufnehmern wie Dehnungsmessstreifen erfasst wird, können allerdings - unter Verwendung entsprechender Messwertaufnehmer - auch die Spannungszustände (z.B. in der mindestens einen Grundbacke) direkt und unmittelbar erfasst werden.
  • Die Abtastraten der Messwertaufnehmer richten sich nach dem zu verpressenden Werkstück. Während für typische Anwendungen (z.B. das Verpressen einer Anschlussarmatur mit einem Hydraulikschlauch) Abtastraten bevorzugt im Bereich zwischen 5ms und 10ms (entsprechend einer Frequenz zwischen 100Hz und 200Hz) liegen, sind für sensible Anwendungen der erfindungsgemäßen Radialpresse (z.B. beim Verpressen von bzw. an Keramikkomponenten wie Isolatoren) Abtastraten bevorzugt niedriger, z.B. im Bereich zwischen 1ms und 10ms (entsprechend einer Frequenz zwischen 100Hz und 1kHz) oder sogar noch geringer.
  • Der in der Pressensteuerung hinterlegte, bei der Auswertung der von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte herangezogene Toleranzbereich ist besonders bevorzugt mittels einer Eingabeeinheit einstellbar. Dies berücksichtigt den Umstand, dass sich für unterschiedliche Pressaufgaben verschiedene Beziehungen der von den einzelnen Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte relativ zueinander als ideal, günstig bzw. tolerabel erweisen können. Insbesondere hängt die Beziehung, welche die von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte idealerweise zueinander einhalten, davon ab, welches die ideale Position des Werkstücks innerhalb des Presswerkzeugs ist.
  • Alternativ oder additiv kann die Pressensteuerung insbesondere auch eine Adaptionsschaltung für den Toleranzbereich umfassen, welche als Eingangssignal die geometrische Lage der Pressflächen relativ zur Position der Aufnehmer berücksichtigt. Bei dieser Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird berücksichtigt, dass (bei mehrteiligen Presskörpern) die axiale Länge der Pressbacken - insbesondere derer für geringe Werkstückdurchmesser - oft substantiell geringer ist als die axiale Länge der Grundbacken, an welchen idealerweise endseitig die Messwertaufnehmer angebracht sind (s.o.). Dabei werden die Pressbacken typischerweise nicht mittig auf den Grundbacken positioniert angebracht, sondern vielmehr dergestalt, dass Pressbacken und Grundbacken auf der dem Bediener zugewandten Seite bündig abschließen. Dies zieht hinwiederum nach sich, dass die Pressflächen typischerweise bezogen auf die Mitte der Grundbacken versetzt liegen. Je größer der Versatz ist, umso ausgeprägter unterscheiden sich bei einem idealen Verlauf der Pressung die von den Messwertaufnehmern bereitgestellten Messwerte.
  • Es konnte ermittelt werden, dass sich bereits im Falle der Verwendung von zwei, insbesondere einem einzigen Presskörper zugeordneten Messwertaufnehmern sehr gute Ergebnisse (insbesondere im Sinne einer hohen Reproduzierbarkeit) erzielen lassen. Dies schließt indessen nicht aus, im Interesse einer Redundanz oder aber der Möglichkeit zusätzlicher Plausibilitätsprüfungen über den Umfang verteilt (insbesondere an mehreren Presskörpern) Aufnehmeranordnungen mit jeweils mindestens zwei Messwertaufnehmern vorzusehen, wobei in der Pressensteuerung eine Mittelwertbildung einerseits der Messwerte jener Aufnehmer, die an der dem Bediener zugewandten Seite der Radialpresse angeordnet sind, und andererseits der Messwerte jener Aufnehmer, die auf der dem Bediener abgewandten Seite der Radialpresse angeordnet sind, erfolgen kann. Innerhalb des Vergleichers erfolgt dann ein Vergleich des einen und des anderen Mittelwerts miteinander, um im Sinne der weiter oben dargelegten Erläuterungen eine mögliche unplanmäßige Belastungssituation zu ermitteln.
  • Die erfindungsgemäße Radialpresse kann weiterhin, gemäß einer abermals anderen bevorzugten Weiterbildung, einen Temperatursensor aufweisen, dessen Signal auf die Maschinensteuerung geführt wird. Hierdurch lassen sich temperaturbedingte Einflüsse, wie beispielsweise das von der Betriebstemperatur abhängige Schmierverhalten von Schmierstoffen, berücksichtigen und kompensieren. In diesem Sinne sind in der Maschinensteuerung bevorzugt für jeden vorgegebenen Pressvorgang mehrere temperaturabhängige Kennfelder betreffende den idealen Vergleichswert der Messwerte und die zulässige Toleranz hinterlegt. Auf diese Weise lassen sich nochmals bessere Werkstückqualitäten erzielen.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiels, dem eine als Jochpresse ausgeführte Bauweise der Radialpresse im wesentlichen entsprechend der (insoweit in Bezug genommenen) DE 4135465 A1 zugrunde liegt, näher erläutert. Dabei zeigt
    • Fig. 1
    ausschnittsweise in Draufsicht die dem Bediener zugewandte Stirnseite des Presswerkzeugs der Radialpresse mit erfindungsgemäßer Ausstattung und
    Fig. 2
    ausschnittsweise in perspektivischer Ansicht die dem Bediener abgewandte Stirnseite des Presswerkzeugs der Radialpresse.
  • Die dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zugrunde liegende Radialpresse entspricht weitgehend der in der DE 4135465 A1 beschriebenen und erläuterten Bauweise, wie sie im Übrigen auch in der Praxis weit verbreit ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher vollumfänglich auf die genannte Veröffentlichung verwiesen.
  • Erkennbar sind in dem in Fig. 1 gezeigten Ausschnitt der frontseitigen Draufsicht auf das Presswerkzeug das (ortsfeste) Unterjoch 1, fünf Presskörper 2, die zwischen den Presskörpern angeordneten Federn 3, die beiden in das Unterjoch 1 eingelegten Gleitbleche 4 sowie die an den "45°-Presskörpern" angebrachten Gleitbleche 5. Anders, als dies in der DE 4135465 A1 veranschaulicht ist, berührt nach Fig. 1 der untere, ortsfest zum Unterjoch 1 angeordnete Presskörper 2.1 das Unterjoch nicht direkt, sondern stützt sich ausschließlich an den Gleitblechen 4 ab. Und weiterhin veranschaulichen die Fig. 1 und 2 den dreiteiligen Aufbau der Presskörper 2 jeweils aus einer Grundbacke 6, einer an dieser abnehmbar angebrachten Zwischenbacke 7 und einer an letzterer abnehmbar angebrachten, die Pressfläche 8 aufweisenden Pressbacke 9, wie dies typisch ist bei Verwendung Presskörpern mit großer radialer Erstreckung für Pressaufgaben mit vergleichsweise geringem Durchmesser. Wird die Radialpresse auf die Bearbeitung von Werkstücken mit einem vergleichsweise großen Durchmesser umgerüstet, so kommen Pressbacken 9 zum Einsatz, die direkt auf den Grundbacken 6 montiert werden, so dass in diesem Falle die Presskörper 2 zweiteilig sind.
  • Fig. 2 zweigt eine typische Situation der einzelnen Teile dreiteiliger Presskörper 2 zueinander, was die axiale Erstreckung betrifft. Und zwar ist die Zwischenbacke 7 deutlich kürzer als die Grundbacke 6, und die Pressbacke 9 ist hinwiederum deutlich kürzer als die Zwischenbacke 7. So können bei einer typischen Anwendung beispielweise 70mm lange Pressbacken auf 118mm langen Grundbacken zum Einsatz kommen, wobei die Pressbacken 9, die Zwischenbacken 7 und die Grundbacken 6 auf der dem Bediener zugewandten Seite (Fig. 1) nahezu bündig abschließen.
  • An dem unteren, ortsfesten Presskörper 2.1, nämlich dessen Grundbacke 6.1 sind endseitig an den beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten 10 und 11 Messwertaufnehmer 12 in Form von Vollbrücken-Dehnungsmessstreifen 13 bzw. 14 angebracht. Dies sind über Signalkabel 15 signalübertragend mit der Pressensteuerung, nämlich mit einem dieser zugeordneten Vergleicher verbunden.

Claims (14)

  1. Radialpresse mit einer Rahmenstruktur, einem Presswerkzeug, einer Antriebseinheit und einer Pressensteuerung, wobei das Presswerkzeug eine Mehrzahl von gleichmäßig konzentrisch um eine Pressachse herum angeordneten, Pressflächen (8) aufweisenden Presskörpern (2) umfasst, welche unter entsprechender Beaufschlagung der Antriebseinheit synchron wahlweise in Richtung auf die Pressachse (A) oder von dieser weg bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Presswerkzeug an in Richtung der Pressachse (A) zueinander beabstandeten Positionen mindestens zwei mit einem der Pressensteuerung zugeordneten Vergleicher signalübertragend verbundene Messwertaufnehmer (12) angeordnet sind, wobei ein Überschreiten eines in der Pressensteuerung hinterlegten Toleranzbereichs durch den im Vergleicher generierten Vergleichswert der von den Messwertaufnehmern (12) bereitgestellten Messwerte eine Beaufschlagung einer Signalausgabeeinheit auslöst.
  2. Radialpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Überschreiten des Toleranzbereichs durch den Vergleichswert der von den Messwertaufnehmern (12) bereitgestellten Signale die Pressensteuerung selbsttätig auf die Antriebseinheit einwirkt.
  3. Radialpresse nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass drei in Richtung der Pressachse (A) zueinander beabstandet angeordnete Messwertaufnehmer (12) vorgesehen sind.
  4. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Presskörper (2) jeweils Grundbacken (6) und abnehmbare, die Pressflächen (8) aufweisende Pressbacken (9) umfassen.
  5. Radialpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Grundbacken (6) und den Pressbacken (9) jeweils abnehmbare Zwischenbacken (7) angeordnet sind.
  6. Radialpresse nach Anspruch 4 oder Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Grundbacke (6) im Bereich ihrer beiden in Richtung der Pressachse (A) einander gegenüber liegenden Enden Messwertaufnehmer (12) angeordnet sind.
  7. Radialpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertaufnehmer (12) an den Stirnflächen (10, 11) mindestens einer Grundbacke (6) angeordnet sind.
  8. Radialpresse nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertaufnehmer (12) an einer ortsfesten Grundbacke (6.1) angeordnet sind.
  9. Radialpresse nach Anspruch 4 oder Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Pressbacke (9) im Bereich ihrer beiden in Richtung der Pressachse (A) einander gegenüber liegenden Enden Messwertaufnehmer (12) angeordnet sind, welche mit der Pressensteuerung drahtlos signalübertragend kommunizieren.
  10. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertaufnehmer (12) als Verformungsaufnehmer, insbesondere als Vollbrücken-Dehnungsmessstreifen (13), ausgeführt sind.
  11. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Signalausgabeeinheit eine Vergleichswertanzeige umfasst.
  12. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Toleranzbereich mittels einer Eingabeeinheit einstellbar ist.
  13. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Pressensteuerung eine Adaptionsschaltung für den Toleranzbereich umfasst, welche als Eingangssignal die geometrische Lage der Pressflächen (8) relativ zur Position der Messwertaufnehmer (12) berücksichtigt.
  14. Radialpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere um die Pressachse (A) herum verteilt angeordnete Aufnehmeranordnungen mit jeweils mindestens zwei Messwertaufnehmern (12) aufweist, wobei in der Pressensteuerung eine Mittelwertbildung erfolgt.
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