CH690063A5 - Presswerkzeug. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein Presswerkzeug zum Verbinden von rohrförmigen Werkstücken mit einer gabelförmigen Aufnahme, einer in dieser Aufnahme mittels einem Verbindungsbolzen auswechselbar gehaltenen Klemmzange, bestehend aus zwei zueinander bewegbaren Klemmbacken und einem Antriebsmotor zur Betätigung der Klemmzange, wobei der Verbindungsbolzen durch Bohrungen in der gabelförmigen Aufnahme und der Klemmzange schiebbar ist. 



  Es sind Presswerkzeuge bekannt, mittels denen rohrförmige Werkstücke zusammengepresst und so zwei Teile miteinander verbunden werden. Bekannte zylinderförmige Werkstücke sind beispielsweise Presshülsen, Pressfittinge oder Rohrmuffen, aber auch Rohrabschnitte, die ineinander geschoben und aufeinander gepresst werden können. Diese Presswerkzeuge sind meist pistolenförmig aufgebaut und weisen eine Klemmzange auf. Diese Klemmzange umschliesst ein zu pressenden Werkstück. Bei Betätigung des Presswerkzeuges werden nun die Klemmbacken der Klemmzange zusammengedrückt, die wiederum das Werkstück zusammenpresst. Damit verschiedene Durchmesser von Werkstücken, insbesondere Kopplungselemente mit demselben  Presswerkzeug verarbeitet werden können, ist dieses so ausgestaltet, dass entsprechend dimensionierte Klemmzangen einfach ausgewechselt werden können. 



  Das Presswerkzeug weist deshalb eine gabelförmige Aufnahme auf, in der die Klemmzange mittels einem Verbindungsbolzen auswechselbar gehalten ist. Die gabelförmige Aufnahme und die Klemmzange weisen hierfür Bohrungen auf, durch die der Verbindungsbolzen eingeschoben wird. 



  Derartige Presswerkzeuge sind jedoch Arbeitsgeräte, die ein erhöhtes Unfallrisiko aufweisen. Es sind bereits mehrere Arbeitsunfälle vorgekommen, bei denen die Klemmzange unkontrolliert weggeschleudert wurde und die gabelförmige Aufnahme gespreizt und deformiert wurde. Des Weiteren weisen diese Presswerkzeuge eine erhöhte Anzahl von unkorrekten Verpressungen auf. Diese Schadenfälle geschahen sowohl bei den elektrisch-mechanisch wie auch bei den elektrisch-hydraulisch betriebenen Presswerkzeugen. 



  Es wurde daher gemäss der EP-A 0 712 696 vorgeschlagen, ein Überwachungselement vorzusehen, das den Verbindungsbolzen in seiner vollständig eingeschobenen Lage überwacht und das über ein Schaltelement mit dem Antriebsmotor in Verbindung steht. 



  Auch wenn die Klemmzange im Presswerkzeug richtig gehalten ist, so garantiert dies allein noch keine einwandfreie  Verpressung der rohrförmigen Werkstücke. Gründe für qualitativ ungenügende Verpressungen können äusserst verschiedenartig sein. Neben Gründen, die mit der Funktion des Presswerkzeuges zusammenhängen, kommen Gründe in Frage, die mit der ungenügenden Verarbeitung zu tun haben. Beispielsweise kann die Zange beziehungsweise können die Klemmbacken verschmutzt sein, wodurch eine genügende Schliessung der Klemmzange nicht erreicht wird, oder die Dimensionierung der verwendeten Rohrmuffe oder Presshülse entspricht nicht der Dimension, welche für die entsprechende Zange vorgesehen ist. 



  Aus diesen Gründen wurde gemäss der EP-A 0 858 850 ein Presswerkzeug vorgeschlagen, bei dem der Hubweg des Antriebes, welcher auf die Klemmzange wirkt, überwacht wird. Für die vollständige Schliessung der Klemmzange ist der entsprechende Hubweg bekannt. Dieser Hubweg kann auch mittelbar festgestellt werden, beispielsweise durch die volumetrische Messung des Hydrauliköls für den Fall, dass das Presswerkzeug hydraulisch betätigt wird. Damit eine solche Überwachung jedoch korrekt erfolgen kann, muss das Presswerkzeug erkennen, welche Klemmzange verwendet wird. Eine solche Klemmzangenerkennung bedingt einen elektronischen Informationsaustausch zwischen Klemmzange und Presswerkzeug, sowie eine entsprechende elektronische Logik, mittels der die Informationen zu entsprechenden Signalen ausgewertet werden können, die eine korrekte oder unkorrekte Verpressung anzeigen.

   Solche elektronischen Überwachungen lassen sich  dann problemlos mit weiteren elektronischen Informationen verbinden, die auch die korrekte Betätigung und den einwandfreien Zustand des Presswerkzeuges anzeigen. 



  Weil diese Presswerkzeuge oftmals auf dem Bau Verwendung finden, sind Verschmutzungen insbesondere der Klemmzange kaum zu vermeiden. Solche Verschmutzungen führen dann oftmals zu Unterbrechungen der elektronischen Übermittlung und damit zu Fehlinformationen. 



  Letztlich wird auch in der DE-A 19 631 019 ein Presswerkzeug beschrieben, bei dem die Endpressstellung der Pressbacken überwacht wird. Entsprechend weist die Klemmzange Mittel auf, welche diese Endpressstellung wahrnehmen und an eine Anzeigeeinrichtung weiterleiten. Auch hier bleibt das Problem der Informationsübertragung von der Klemmzange zum Presswerkzeug. Hinzu kommt, dass entsprechende elektronische Mittel in die Klemmbacken integriert werden müssen zusätzlich zu mechanisch ebenfalls heiklen Elementen. Dabei ist oftmals die Funktionsfähigkeit der Überprüfungsmittel kaum ersichtlich und für den Benützer auch nicht erkennbar, ob deren Funktion noch gewährleistet ist.

   So kann es folglich vorkommen, dass im Prinzip das Gerät ständig die Information erteilt, eine Pressung sei ungenügend, obwohl in Tat und Wahrheit die Pressung zwar genügend ist, ein Fehler jedoch in der Überwachung existiert. 



  Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Presswerkzeug gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, welches eine Überwachung zulässt ohne elektronische Datenübermittlung von der Klemmzange zum Presswerkzeug und welches ferner möglichst preiswert ist, sowie für den Benutzer ohne weiteres erkennbar ist, dass deren Überwachung funktioniert. 



  Diese Aufgabe löst ein Presswerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. 



  Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und sind anhand der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. 



  In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt: 
 
   Fig. 1 zeigt ein erstes Presswerkzeug mit Klemmzange in perspektivischer Darstellung und 
   Fig. 2 eine ebensolche Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Presswerkzeuges mit Klemmzange. 
   Fig. 3 zeigt einen Horizontalschnitt durch die gabelförmige Aufnahme mit eingeführten Verbindungsbolzen, unter Weglassung der Klemmzange. 
   Fig. 4 zeigt die erfindungsgemässe Ausführung einer Klemmzange als Explosionszeichnung und 
   Fig. 5 dieselbe Klemmzange im zusammengebauten Zustand unter Weglassung der aufsichtseitigen Lagerplatte. 
 



  In den Fig. 1 und 2 ist je ein Presswerkzeug für rohrförmige Werkstücke in perspektivischen Darstellungen gezeigt. Das Presswerkzeug besteht im Wesentlichen aus einem elektro-mechanischen oder elektro-hydraulischen Gerät, das pistolenförmig gestaltet ist. Das Gerät beziehungsweise das Presswerkzeug hat ein Gehäuse 2 mit einem Griff 1. Das pistolenförmige Gehäuse 2 endet an dem dem Griff 1 abgelegenen Ende in einer gabelförmigen Aufnahme 3. In dieser gabelförmigen Aufnahme 3 ist eine auswechselbare Klemmzange 4 mit zwei Klemmbacken 40 lösbar befestigt. Die Klemmbacken 40 bilden gemeinsam eine kreisförmige \ffnung 41 entsprechend dem Durchmesser des zu pressenden Werkstückes. Die Klemmzange 4 hat zwei Klemmbacken 40, die zwischen Lagerplatten 42 gesichert gelagert sind. Hierauf wird im Detail bei der Beschreibung der Fig. 4 noch eingegangen.

   Die Lagerplatten 42 werden von einer senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses 2 verlaufenden Bohrung 43 durchsetzt. Die Lagerplatten 42  werden im montierten Zustand von der gabelförmigen Aufnahme 3 umfangen. Die gabelförmige Aufnahme 3 weist zwei seitliche Wangen 31 auf, die je von einer Bohrung 30 durchsetzt sind. Ist die Klemmzange montiert, so fluchten die beiden Bohrungen 30 mit Bohrungen 43 in den Lagerplatten 42. Ein Verbindungsbolzen 5 ist durch diese Bohrungen einschiebbar und fixiert so die Klemmzange 4 in der gabelförmigen Aufnahme 3. Ein im Gehäuse 2 gelagerter, hier nicht sichtbarer Antrieb wirkt über eine Kolbenstange oder eine Spindel auf die Klemmzange 4 und bewegt so die beiden Klemmbacken relativ zueinander, so dass eine Pressung ausgeführt werden kann. 



  Die korrekte Einführung des Verbindungsbolzens 5 wird hier mittels einem in der Fig. 3 sichtbaren Überwachungselement 6 überprüft. Nur in der vollständig eingeschobenen Lage des Verbindungsbolzens 5 lässt sich das Presswerkzeug betätigen. 



  In der Fig. 3 ist die gabelförmige Aufnahme 3 schematisch dargestellt. Neben der bereits erwähnten Lagerbohrung 30, welche die beiden Wangen 31 fluchtend durchsetzt, führt der Verbindungsbolzen 5. In der hier dargestellten Ausführungsform ist in einer der beiden Wangen 31 der Aufnahme 3 ein Aufnahmeraum 36 eingefräst. Dieser Aufnahmeraum 36 ist von einer Abdeckplatte 33 überdeckt. Im Aufnahmeraum 36 ist eine Leiterplatte 35 angeordnet. Vom Aufnahmeraum 36 führt eine Bohrung, die als Sensoraufnahme 32 dient, in den Zwischenraum 37 zwischen den beiden Wangen 31. In der Sensoraufnahme 32  ist ein Sensor 34 angeordnet. Dieser Sensor 34 ist zumindest elektrisch mit der Leiterplatte 35 verbunden. 



  Bietet die gabelförmige Aufnahme 3 beziehungsweise deren Wangen 31 nicht genügend Platz zur Anbringung des Aufnahmeraumes 36, so kann auch nur eine Sensoraufnahmebohrung 32 vorhanden sein, in welcher ein Sensor 34 angebracht ist, während die Leiterplatte mit der entsprechenden Elektronik zur Signalauswertung im Gehäuse 2 untergebracht sein kann. 



  Der Sensor 34 ist ein elektronisches Element. Prinzipiell kann dieser Sensor 34 sowohl Sende- als auch Empfangseinheit bilden. Es ist jedoch auch durchaus möglich, hier nur einen Sender vorzusehen, während in der gegenüberliegenden Wange 31 der Empfänger untergebracht sein kann, der in kommunizierende Verbindung mit dem Sender bringbar ist. In diesem Falle kann die Überwachung durch eine Lichtschranke oder eine Schallschranke gebildet sein. 



  Ist jedoch, wie im hier dargestellten Beispiel, der Sensor 34 nur in einer Wange 31 der gabelförmigen Aufnahme 3 angeordnet, so ist der Sensor als Sende-Empfängereinheit gestaltet und stellt fest, ob ein ausgesendetes Signal entweder überhaupt reflektiert  oder in einer vorgegebenen Qualität reflektiert wird. In diesem Falle wird der Sensor als Reflektionsschranke verwendet. Auch die  Reflektionsschranke kann optisch oder akustisch oder auch elektromagnetisch arbeiten. Solche Mittel sind hinlänglich bekannt und auf deren genaue Ausgestaltung braucht hier somit nicht eingegangen zu werden. 



  Aus den Fig. 4 und 5 geht die für eine besondere Ausführungsform besonders gestaltete Klemmzange 4 hervor. Die Klemmzange 4 weist wie die Klemmzangen gemäss dem Stand der Technik zwei Klemmbacken 40 auf. Die Klemmbacken 40 haben je eine Halböffnung, die zusammen eine \ffnung 41 definieren. In den Halböffnungen 41 min  sind Nuten oder Rillen eingelassen, in denen plastisch verformtes Material der rohrförmigen Werkstücke, die verpresst werden, Aufnahme finden. Die beiden Klemmbacken 40 werden zwischen zwei Lagerplatten 42 gehalten. Die Lagerplatten 42 weisen entsprechend zwei Lagerbohrungen 45 min  auf, die im montierten Zustand der Klemmzange 4 miteinander und mit der Lagerbohrung 47 in der entsprechenden, dazwischen liegenden Lagerbohrung 47 der Klemmbacken 40 fluchten.

   Jeweils ein Lagerbolzen 45, der beidseitig mittels Sicherungsringen 46 gesichert ist, durchsetzt somit die Lagerbohrungen 45 min sowie die Lagerbohrung 47 der Klemmzange 40. Zwischen den beiden Klemmbacken 40 ist eine Druckfeder 7, die als Rückstellfeder dient, angeordnet. Die Druckfeder 7 lagert in entsprechenden Sacklochbohrungen in den beiden Klemmbacken 40. Jede Klemmbacke weist eine Andrück- beziehungsweise Anschlagfläche 48 auf. Im geschlossenen Zustand der Klemmzange 4 liegen  diese beiden Flächen 48 aufeinander oder mindestens annähernd aufeinander. Jede Klemmbacke 40 hat zudem eine Ausnehmung 49. Diese Ausnehmung 49 bietet Platz für einen Schwenkhebel 50. Entsprechend ragt eine Schwenkachse 51 von der Klemmbacke 40 in den Bereich der Ausnehmung 49. 



  Die spezielle Gestalt des Schwenkhebels 50 ist insbesondere auch in der Fig. 5 erkennbar. Der Schwenkhebel 50 ist bezüglich der Schwenkachse 51 zweiarmig. Die beiden Schwenkarme 52 und 54 verlaufen etwa rechtwinklig zueinander. Der erheblich kürzere Schwenkarm 52 hat ein Abtastende 53, welches im geschlossenen Zustand der Klemmzange 4 auf der Andruckfläche 48 aufzuliegen kommt. Ist die Klemmzange geöffnet, so kann der Hebel 50 in die strichliniert dargestellte Position schwenken. Eine hier nicht dargestellte Torsionsfeder, welche beispielsweise um die Schwenkachse 51 angeordnet sein kann, drückt den Schwenkhebel 50 in eben jene strichliniert eingezeichnete Position, solange die Klemmzange 4 geöffnet ist. Statt einer Torsionsfeder kann auch eine andere Form einer Feder, beispielsweise ein gewölbtes Federplättchen, diese Funktion der Rückstellung des Schwenkhebels 50 ausüben. 



  Der Schwenkhebel 50 ist so gestaltet, dass das Längenverhältnis der beiden Schwenkhebelarme 52 und 54 etwa im Verhältnis von 1:10 ist. Dies ist erforderlich, weil die Schwenkbewegung der Klemmbacken während des eigentlichen  Pressvorganges relativ gering ist. Entsprechend muss der Weg stark übersetzt werden, um dadurch trotz kleinen Bewegungen eine sichere Information zu erhalten. Schliessen die beiden Klemmbacken 40 zueinander, so kommt, wie bereits erwähnt, das Abtastende 53 auf die Andruckfläche 48 zu liegen und der Hebelarm 54 schwenkt in die Position, wie sie in der Fig. 5 dargestellt ist. Dies kann selbstverständlich nur dann sinnvoll erfolgen, wenn die Klemmzange 4 in der gabelförmigen Aufnahme 3 montiert ist.

   In diesem Fall ragt die Klemmzange 4 mit ihren beiden Lagerplatten 42, in denen die Bohrungen 43 angeordnet sind, in die gabelförmige Aufnahme 3 und der Verbindungsbolzen 5 durchsetzt die Lagerbohrungen in den Wangen 31 der Aufnahme 3 sowie selbstverständlich die beiden Bohrungen 43 der Lagerplatten 42. Die Lagerplatten 42 sind hier so gestaltet. Dass sie eine Lasche 44 haben, in welcher die Bohrung 43 angeordnet ist. Diese Lasche 44 ragt somit in die gabelförmige Aufnahme 3. Im Prinzip verdeckt die Lasche 43 die Sensoraufnahme 32 und würde somit den Signalweg des Sensors 34 blockieren. Entsprechend weisen die Lagerplatten 42 Bohrungen 56 auf, durch die das Sensorsignal hindurchtreten kann. Erst im geschlossenen Zustand der Klemmzange 4 schwenkt der Schwenkhebel 50 praktisch ruckartig vor diese Bohrungen 56.

   Erst wenn die Zange 4 vollständig geschlossen ist, trifft nun das Sendesignal des Sensors auf einen Reflektor 55, der auf dem Hebelarm 54 an dessen Endbereich angebracht ist. Das vom Reflektor 55 reflektierende Signal wird dann von der Empfängereinheit des  Sensors 34 erfasst und gibt ein Signal an die hier nicht dargestellte Steuereinheit ab. Die Steuereinheit kann, wie bereits zuvor erwähnt, auf der Leiterplatte 35 angeordnet sein oder in einem nicht sichtbaren Bereich im Gehäuse 2. 



  Die hier beschriebene Ausführungsform ist zwar eine bevorzugte Ausführungsform, jedoch keineswegs die einzige Ausführungsform. Bei anders gestalteten Klemmzangen können beispielsweise auch andere Bewegungen auftreten, die aber durchaus ebenfalls mittels einem Sensor, der in der gabelförmigen Aufnahme 3 untergebracht ist, überwacht werden können. Dies kann auch mittelbar erfolgen, indem im Prinzip nicht die Klemmbacken, sondern die Kolbenstange detektiert wird, welche auf die Klemmzange wirkt. Dies kann aber in völlig analoger Weise erfolgen. 



  Die vorliegende Erfindung ist besonders deshalb interessant, weil sie völlig unabhängig von der Dimension der \ffnung 41 beziehungsweise der Klemmzangengrösse funktioniert. Es ist somit nicht erforderlich, dass für die Überwachung Informationen bezüglich der verwendeten Klemmzange an die Logik abgegeben werden müssen. Folglich braucht kein Informationsfluss von der Klemmzange zum Pressgerät zu erfolgen. Somit ist auch keine elektrische Kopplung zwischen beiden Teilen erforderlich. Ist die Klemmzange nicht montiert, so ist sie normalerweise geschlossen und die Schwenkhebel 50 sind in der ausgezogenen Position gehalten. 



  In dieser Position sind sie völlig geschützt und abgedeckt durch die Lagerplatten 42. Weder eine Verschmutzung noch ein mechanischer Defekt kann praktisch auftreten. Das eigentliche Gerät selber, in welchem die Sensorik angebracht ist, wird ohnehin sehr viel sorgfältiger behandelt. Entsprechend tritt hier auch sehr viel seltener eine Verschmutzung auf. Die Sensorik selber ist aber vollständig geschützt in den Wangen 31 der gabelförmigen Aufnahme 3. 

Claims (11)

1. Presswerkzeug (1, 2) zum Verbinden von rohrförmigen Werkstücken mit einer gabelförmigen Aufnahme (3), einer in dieser Aufnahme mittels einem Verbindungsbolzen (5) auswechselbar gehaltenen Klemmzange (4), bestehend aus zwei zueinander bewegbaren Klemmbacken (40) und einem Antriebsmotor zur Betätigung der Klemmzange, wobei der Verbindungsbolzen (5) durch Bohrungen (30) in der gabelförmigen Aufnahme (3) und der Klemmzange (4) schiebbar ist, um die Klemmzange auswechselbar in der gabelförmigen Aufnahme zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass in der gabelförmigen Aufnahme (3) eine berührungslose elektronische Abtastung (34) angeordnet ist, welche die relative Stellung der Klemmbacken (40) zur gabelförmigen Aufnahme (3) direkt oder mittelbar (50) feststellt und ein Signal an, eine optische und/oder akustische Warnvorrichtung direkt oder mittelbar weiterleitet.

2.

Presswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die berührungslose elektronische Abtastung ein optisch oder akustisch arbeitender Sensor (34) ist.

3. Presswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gabelförmige Aufnahme (3) zwei mindestens annähernd parallele Wangen (31) aufweist und in jeder Wange ein Sensorteil angeordnet ist, mittels denen der Durchgang beziehungsweise die Unterbrechung eines Signales von der einen Wange zur anderen Wange überprüfbar ist.

4. Presswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem einzigen Teil (31) der gabelförmigen Aufnahme sowohl ein Sender- als auch ein Empfängerteil vorhanden ist und das vom Senderteil ausgesandte Signal an einem Klemmzangenteil mittelbar oder direkt reflektiert, wenn die Zange (4) die Schliesslage erreicht.

5.

Presswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Klemmbacke (40) der Klemmzange (4) ein zweiarmiger (52, 54) Schwenkhebel (50) angeordnet ist, wobei der Schwenkhebel beim Schliessen der Klemmzange in den Signalweg des in der gabelförmigen Aufnahme (3) angeordneten Sensors (32) schwenkt, so dass das Signal des Senders am Schwenkhebel (50) reflektiert.

6. Presswerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiarmige Schwenkhebel (50) eine Reflektorfläche (55) aufweist.

7. Presswerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (50) in einer Ausnehmung (49) in einer Klemmbacke (40) um eine Achse (51) schwenkbar gelagert ist und mit einem Abtastende (53) versehen ist, das mit der anderen Klemmbacke in Berührung bringbar ist.

8.

Presswerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiarmige Schwenkhebel (50) so gestaltet ist, dass der in den Signalweg schwenkende Arm (54) mehrfach länger ist als der Arm (52), der mit einem Abtastende (53) versehen ist.

9. Presswerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Klemmbacke (40) ein Schwenkhebel (50) angeordnet ist.

10. Presswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Klemmbacken (40) zwischen zwei Lagerplatten (42) schwenkbar angeordnet sind und die Lagerplatten (42) Ausnehmungen, vorzugsweise Bohrungen aufweisen, durch die das Signal hindurch führbar ist.

11. Presswerkzeug nach den Ansprüchen 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schwenkhebel (50) an je einer Klemmbacke (40) symmetrisch angeordnet sind.