DE10016752A1 - Presswerkzeug und Pressverfahren - Google Patents

Abstract

Ein Presswerkzeug zum Festpressen von hülsenförmigen Fittings (32a) weist eine Hubzylindervorrichtung mit einem gabelförmigen Anschlussteil (7) und einem Antriebsmotor auf. In dem gabelförmigen Anschlussteil (7) wird eine Presszange (51) mit einem Befestigungsbolzen (50) befestigt. Ein mit einer Kolbenstange (6) fest verbundener Kolben der Hubzylindervorrichtung wird durch den Antriebsmotor aus der Grundstellung im Zylinder bewegt. Dadurch wird die Kolbenstange (6) aus dem Zylinder ausgefahren. Durch die Bewegung der Kolbenstange (6) werden Pressbacken (51a, 51b) der Presszange (51) im Bereich von Betätigungsflächen (8a, 8b) der Pressbacken (51a, 51b) auseinanderbewegt, um die Pressbacken (51a, 51b) im Bereich des zu verpressenden Fittings (32a) zusammenzupressen. Zur sicheren Durchführung eines Pressvorganges (44) weist das Presswerkzeug im Bereich des gabelförmigen Anschlussteiles (7) einen Anwesenheitssensor (52) auf, der die Anwesenheit der Presszange (51) überprüft und bei fehlender oder fehlerhaft befestigter Presszange (51) ein Hinweissignal (45a) auslöst und nach einer Verzögerungszeit das Presswerkzeug abschaltet, sofern noch immer keine ordnungsgemäß eingeschobene Presszange (51) vorhanden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Presswerkzeug nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1 und auf ein Pressverfahren nach dem Oberbegriff der Ansprüche 3 oder 4.

Presswerkzeuge zum Festpressen von hülsenförmigen Fittings an Rohrenden müssen gewährleisten, dass die Presszangen den Fit­ ting immer richtig festpressen. Für die gängigen Fitting-Durch­ messer sind jeweils entsprechende Presszangen in das Presswerk­ zeug einsetzbar. Weil zum Festpressen grosse Kräfte benötigt werden, wird in verschiedenen bekannten Presswerkzeugen ein Hy­ draulikzylinder zur Betätigung einer Presszange eingesetzt. Aus der US-5125324 sind Ausführungsformen bekannt, bei denen ein Elektromotor eine Hydraulikpumpe antreibt. Die druckbeauf­ schlagte Flüssigkeit wird zur Betätigung eines Kolbens, der die Presszange betätigt, in einen Hydraulikzylinder geführt. Durch die direkt an der Hubzylinder-Vorrichtung angeordnete Pumpe mit Elektromotor entsteht eine kompakte Betätigungseinheit. Am Ende des Pressvorganges entsteht im Zylinder ein Überdruck, der zum Öffnen eines Überdruckventiles und damit zum Beenden des Press­ vorganges führt. Vor dem nächsten Pressvorgang wird der Kolben von einer Rückstellfeder unter Rückführung der Flüssigkeit in einen Sammelbereich zurückgestellt. Die Presswerkzeuge gemäss dem Stand der Technik können mit vielen verschiedenen, auswech­ selbaren Presszangen eingesetzt werden. Die verschiedenen Presszangen sind zum Pressen von Kupfer- und Stahlfittings oder zum Verbinden von Kunststoffrohren jeweils mit verschiedenen Durchmessern ausgebildet.

Presswerkzeuge haben für die Befestigung der verschiedenen Presszangen einen gabelförmigen Anschlussteil, in dem die Presszangen eingesetzt und mit einem Befestigungsbolzen am Presswerkzeug befestigt werden. Die verschiedenen Presszangen weisen daher in ihrem Anschlusselement eine Bohrung auf, durch die der Befestigungsbolzen eingeführt wird. Der Anschlussteil weist ebenfalls eine Bohrung auf, in der der Befestigungsbolzen aufgenommen und gesichert wird. Der Befestigungsbolzen muss vollständig in die Bohrung des Anschlussteiles eingeschoben werden um sicherzugehen, dass das Presswerkzeug einwandfrei funktioniert. Aus verschiedenen Gründen kommt es immer wieder vor, dass der Befestigungsbolzen nicht ordnungsgemäss einge­ führt wird, was auch schon zu Unfällen geführt hat.

Aus der Veröffentlichungsschrift EP-0941813-A1 ist ein Press­ werkzeug bekannt, das zur Verhinderung derartiger Unfälle eine Verriegelungskontrolle des Befestigungsbolzens während des Be­ triebs durchführt. Solange der Befestigungsbolzen nicht ord­ nungsgemäss gesichert ist, wird ein Warnsignal ausgelöst. Es wird auch eine Anwesenheitskontrolle bezüglich der Presszange vorgenommen. Nachteilig wirkt sich aus, dass bei fehlender oder fehlerhaft eingeführter Presszange nicht der Pressvorgang als solcher beendet wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung der Sicherheit eines solchen Presswerkzeuges vorzunehmen. Zudem soll ein Pressvorgang des Presswerkzeuges nur dann ausgelöst werden können, wenn die Anwesenheit einer Presszange sicherge­ stellt ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruches 1 bzw. 3 bzw. 4 gelöst. Die kennzeichnenden Merkmale der abhängigen Ansprüche beschreiben alternative bzw. vorteil­ hafte Ausführungsvarianten.

Bei der Lösung der Aufgabe wurde erkannt, dass durch eine Presszangen-Anwesenheitskontrolle die Sicherheit des Press­ werkzeuges erhöht werden kann. Anders als in der Veröffentli­ chungsschrift EP-0941813-A1, führt die Presszangen-Anwesen­ heitskontrolle aber zur Abschaltung des Presswerkzeuges, wenn keine Presszange vorhanden ist oder diese sich beim Pressvor­ gang vom Presswerkzeug löst. Die Presszangen-Anwesenheitskontrolle soll eine Kontrolle sein, die auch bei starker Ver­ schmutzung und in feuchter Umgebung sicher funktioniert. Daher wird vorzugsweise ein berührungslos messender Sensor verwendet, der eine Feldeigenschaft bestimmbar macht, die bei vorhandener und fehlender Presszange klar unterscheidbar ist. Dazu kann beispielsweise an der Presszange ein Anwesenheits-Magnet vorge­ sehen werden, welcher von einem Anwesenheits-Hallsensor des Presswerkzeuges erfassbar ist. Weil auch alte Presszangen oder Presszangen von anderen Herstellern einsetzbar sein sollen, ist es aber vorteilhaft, zur Anwesenheitskontrolle einen induktiven Sensor einzusetzen, der das Vorhandensein einer beliebigen Presszange erfassbar macht. Es können aber auch andere Sensoren oder mechanische Schalter eingesetzt werden, die bei Kontakt ansprechen.

Mit einem solchen Sensor für die Anwesenheitskontrolle ist ein Pressverfahren durchführbar, bei dem die Verpressung mit allen einsetzbaren Presszangen sicher durchführbar ist. Im Pressver­ fahren sind nach dem Einschalten des Presswerkzeuges Initiali­ sierungsschritte bzw. -tests vorgesehen. Bevor ein Pressvorgang auslösbar gemacht wird, erfolgt eine Anwesenheitskontrolle, die erfasst, ob eine Presszange eingesetzt ist oder nicht. Wenn keine Presszange vorhanden ist, wird ein akustisches und/oder optisches Hinweissignal ausgelöst und anschliessend erneut die Anwesenheitskontrolle durchgeführt. Ist nach einer Verzöge­ rungszeit noch immer keine Presszange eingesetzt oder nur man­ gelhaft eingesetzt, wird das Presswerkzeug abgeschaltet, bzw. kann der Pressvorgang nicht ausgelöst werden. Um neuerlich ei­ nen Pressvorgang auszulösen, muss eine Presszange in das Press­ werkzeug eingeführt und mittels des Befestigungsbolzens am Presswerkzeug befestigt werden. Falls eine Presszange schon vorhanden war, muss dafür gesorgt werden, dass die Presszange richtig in das Anschlussteil eingesetzt wird. Wenn mit der An­ wesenheitskontrolle erfasst wird, dass eine Presszange einge­ setzt ist, so wird nach einer kurzen Verzögerungszeit eine Zu­ ordnungs-Erfassung durchgeführt. Dabei wird bei einer fehlenden Zuordnung ein Standardbereich beziehungsweise werden Standard­ werte zugeordnet, wie in der Veröffentlichungsschrift EP-0941813-A1 ausführlich beschrieben. So wird in dieser Veröf­ fentlichungsschrift beschrieben, dass dem mit der Kolbenstange fest verbundenen Kolben ein Kolbenpositions-Bereichswert zuge­ ordnet wird, der jeweils eingesetzten Presszange entsprechend. Die momentane Kolbenposition wird über eine Messeinrichtung er­ fasst und mit dem Kolbenpostions-Bereichswert verglichen. Wenn der Wert für die momentane Kolbenposition und der Kolbenpositi­ ons-Bereichswert übereinstimmen, beziehungsweise die momentane Kolbenposition innerhalb eines Toleranzbereiches um den Kolben­ positions-Bereichswert liegt, wird die Verpressung für in Ord­ nung befunden, anderenfalls wird die Verpressung als fehlerhaft erkannt.

Als weitere Kontrolle vor der Freigabe der Auslösbarkeit eines Pressvorganges wird eine Verriegelungskontrolle durchgeführt. Zur Durchführung der Verriegelungskontrolle weist das Press­ werkzeug mindestens einen berührungslos messenden Verriege­ lungssensor auf. Wenn der Befestigungsbolzen nicht verriegelt, bzw. in der Sicherungsposition ist, wird dies vom Verriege­ lungssensor erfasst und zumindest mit einem akustischen und/ oder optischen Warnsignal angezeigt. Gegebenenfalls wird die Verriegelungskontrolle wiederholt, bis der Befestigungsbolzen verriegelt bzw. gesichert ist. Gegebenenfalls ist nach einer Verzögerungszeit, die der Bedienperson gegeben ist, die Verrie­ gelung des Befestigungsbolzens ordnungsgemäss durchzuführen, das Presswerkzeug bereit für das Auslösen eines Pressvorganges.

Bevor ein weiterer Pressvorgang auslösbar gemacht wird, erfolgt wieder der bereits oben beschriebene Ablauf mit einer Press­ zangen-Anwesenheitskontrolle, die erfasst, ob eine Presszange eingesetzt ist oder nicht, einer Verriegelungskontrolle und ei­ ner Zuordnungs-Erfassung. Um zu verhindern, dass nach diesen Kontrollschritten eine Presszange entfernt und anschliessend ein Pressvorgang ausgelöst werden kann, werden die Kontrollschritte in vorgegebenen Zeitintervallen oder gegebenenfalls zumindest bei der Auslösungs-Betätigung für einen Pressvorgang wiederholt. Wenn während einer vorgegebenen maximalen Ruhezeit kein Pressvorgang ausgelöst wird, so wird das Presswerkzeug ausgeschaltet.

Die Zeichnungen erläutern rein beispielhaft die Erfindung an­ hand eines Ausführungsbeispieles. Dabei zeigen:

Fig. 1a und 1b einen Anschlussbereich eines Presswerkzeuges mit eingesetzter Presszange und gesichertem Befestigungs­ bolzen und

Fig. 2 ein Ablaufschema zum Pressverfahren.

Fig. 1a zeigt einen gabelförmigen Anschlussteil 7 eines Press­ werkzeuges, Fig. 1b einen Ausschnitt davon, mit einer Kol­ benstange 6, Pressrollen 28 und einem Führungsblock 29, der in einer Geradführung 30 geführt ist. Die Geradführung 30 ist an einem Zylinderteil 5 befestigt und hat im Bereich des gabel­ förmigen Anschlussteiles 7 eine Bohrung 31 zur Aufnahme eines Befestigungsbolzens 50, mit dem eine Presszange 51 befestigt wird. Die Presszange 51 besteht aus einem Befestigungsteil 51c, das mit einem Anschlusselement 51d fest verbunden ist, und in dem zwei Pressbacken 51a und 51b je um eine Drehachse 9a und 9b schwenkbar gelagert sind, welche Drehachsen 9a und 9b senkrecht aus der Bildebene heraustreten. Die Pressbacken 51a und 51b ha­ ben Betätigungsflächen 8a und 8b, die bei einem Pressvorgang 44 (siehe Fig. 2) an den Pressrollen 28 anliegen. Die Betäti­ gungsflächen sind so ausgebildet, dass die nach vorne bewegten Pressrollen 28 die Pressbacken 51a und 51b mittels Schwenk­ bewegungen um ihre Drehachsen 9a und 9b im Bereich eines zu verpressenden Fittings 32a zusammenbewegen, wobei der Fit­ ting 32a gemeinsam mit den zu verbindenden Rohrenden in eine Öffnung 32 der Presszange 51 eingeschoben wird.

Um eine Presszangen-Anwesenheitskontrolle 45 (siehe Fig. 2) zu ermöglichen, wird vorzugsweise ein berührungslos messender An­ wesenheits-Sensor 52 so in der Geradführung 30 angeordnet, dass er eine Feldeigenschaft bestimmbar macht, die bei vorhandener und fehlender Presszange 51 klar unterscheidbar ist. Dazu kann beispielsweise an der Presszange 51 ein Anwesenheits-Magnet vorgesehen werden, welcher von einem Hallsensor als Anwesen­ heits-Sensor 52 des Presswerkzeuges erfassbar ist. Vorzugsweise wird aber ein induktiver Sensor eingesetzt, der das Vor­ handensein einer beliebigen Presszange 51 aus Metall erfassbar macht, auch wenn kein Anwesenheitsmagnet in der Presszange 51 vorgesehen ist. Alternativ kann aber auch ein auf Berührung an­ sprechender Sensor, wie zum Beispiel ein Drucksensor, oder ein mechanischer Schalter als Anwesenheitssensor 52 eingesetzt wer­ den. Wenn die Presszange 51 vorhanden ist, muss zudem sicherge­ stellt sein, dass der Befestigungsbolzen 50, der die Presszan­ ge 51 mit dem Presswerkzeug verbindet, richtig eingesetzt ist. Der Befestigungsbolzen 50 weist einen quer zur Bolzenachse ver­ laufenden Haltegriff 50a auf, der beim Einstecken des Befesti­ gungsbolzens 50 in einer ersten Richtung ausgerichtet ist. In dieser Ausrichtung nimmt eine Bolzenlängsnut 50b einen Füh­ rungsstift 53 auf, der bei vollständig eingeschobenem Befes­ tigungsbolzen 50 in einer Ringnut 50d liegt, so dass der Befe­ stigungsbolzen 50 um 180° in eine Verriegelungslage drehbar ist. Eine Verriegelungs-Kontrolle 47 (siehe Fig. 2) sieht vor, dass der Befestigungsbolzen 50 in der Verriegelungsposition kontrollierbar ist. Dazu ist vorzugsweise der Haltegriff 50a mit einem Verriegelungs-Magneten 50c versehen, der im verrie­ gelten Zustand bzw. in der Verriegelungsposition an einen Ver­ riegelungs-Hallsensor 54 im Presswerkzeug angrenzt. Wenn der Verriegelungs-Hallsensor 54 den Verriegelungsmagneten 50c er­ fasst, so ist der Befestigungsbolzen 50 in der Verriegelungspo­ sition. Verläuft die Kontrolle der Verriegelung negativ, wird ein Warnsignal ausgelöst, ohne dabei notwendigerweise den Startvorgang des Presswerkzeuges zu unterbrechen. Es versteht sich von selbst, dass anstelle des Hallsensors auch beispiels­ weise ein induktiver Sensor verwendet werden kann.

Fig. 2 veranschaulicht ein Pressverfahren zum Festpressen von hülsenförmigen Fittings 32a mit einem Presswerkzeug, das über eine Kolbenstange 6 und eine Übertragungsvorrichtung die Klemm­ bewegung mindestens einer Pressbacke 51a oder 51b betätigt (siehe Fig. 1). Über einen Ein/Aus-Schalter wird das Press­ werkzeug mit einem Einschaltschritt 41 eingeschaltet. Danach werden in einem Initialisierungsschritt 42 Selbst-, Start- und Servicetests durchgeführt. Bevor in einem Auslöseschritt 43 ein Pressvorgang 44 mitsamt dem Erfassen von Betriebsparametern ausgelöst werden kann, muss in einem wiederholbaren zweiten Schritt erfasst werden, ob das Presswerkzeug bereit ist zum Auslösen eines Pressvorganges 44. Im Rahmen des zweiten Schrit­ tes wird eine Presszangen-Anwesenheitskontrolle 45 durchge­ führt, bis eine Presszange 51 (Fig. 1) eingesetzt ist. Solange keine Presszange 51 vorhanden ist, wird ein akustisches und/oder optisches Hinweissignal 45a ausgelöst beziehungsweise beibehalten. Wenn nach einer Verzögerungszeit noch immer keine Presszange 51 eingesetzt ist, kann das Presswerkzeug mittels einer ersten Zeitverzögerungs-Einrichtung 45b abgeschaltet wer­ den. Wenn eine Presszange 51 eingesetzt ist, wird nach einer Verzögerungszeit eine Zuordnungs-Erfassung 46 durchgeführt, wie in der Veröffentlichungsschrift EP 0941813-A1 beschrieben, um der eingesetzten Presszange 51 einen Kolbenpositions-Be­ reichswert zuzuordnen. Dabei wird bei einer fehlenden Zuord­ nungsinformation eine Standardbereichs-Zuordnung 46a durchge­ führt. Als weiterer Kontrollschritt vor der Freigabe der Aus­ lösbarkeit eines Pressvorganges 44 wird vorzugsweise eine Ver­ riegelungskontrolle 47 durchgeführt, um bei einem nicht gesi­ cherten Befestigungsbolzen zumindest ein Warnsignal 47a auszu­ lösen. Nach dem erfolgreichen Durchführen dieser Kontroll­ schritte ist das Presswerkzeug bereit für das Auslösen eines Pressvorganges 44. Ist der Befestigungsbolzen 50 (Fig. 1) nicht ordnungsgemäss verriegelt, wird die Bereitschaft für den Pressvorgang 44 erst nach einer Verzögerungszeit mittels einer zwei­ ten Zeitverzögerungs-Einrichtung 47b freigegeben, um der Be­ dienperson die Möglichkeit zu geben den Befestigungsbolzen 50 zu verriegeln. Wenn der Pressvorgang 44 nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit ausgelöst wird, so wird mit einer Ruhezeit­ kontrolle 43a erfasst, ob das Gerät bereits während einer vor­ gegebenen maximalen Ruhezeit ohne Pressvorgang 44 eingeschaltet ist. Falls die maximale Ruhezeit noch nicht erreicht ist, durchläuft das Gerät wieder den zweiten Schritt bzw. die Kon­ trollschritte 45-47. Falls die maximale Ruhezeit erreicht ist, wird das Presswerkzeug ausgeschaltet. Bevor ein weiterer Press­ vorgang 44 auslösbar gemacht wird, müssen wieder die Kontroll­ schritte 45-47 durchgeführt werden.

Claims (6)

1. Presswerkzeug zum Festpressen von hülsenförmigen Fit­ tings (32a) auf zwei Rohrenden zum Zwecke der Verbindung beider Rohre, mit einer Hubzylinder-Vorrichtung mit einem gabelförmigen Anschlussteil (7), einer in diesem Anschlus­ steil (7) mittels eines Befestigungsbolzens (50) auswechsel­ bar befestigbaren Presszange (51) und einem Antriebsmotor zur Betätigung einer Kolbenstange (6) als Betätigungsorgan zum Bewegen mindestens einer Pressbacke (51a, 51b), dadurch gekennzeichnet, dass ein Anwesenheitssensor (52) für die Presszange (51) vorgesehen ist, der ein Signal zur Verfügung stellt, mittels dem, bei einer fehlenden oder fehlerhaft eingesetzten Presszange (51), die Einleitung eines Pressvor­ ganges (44) verhinderbar ist, beziehungsweise ein eingelei­ teter Pressvorgang (44) abbrechbar ist.

2. Presswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anwesenheitssensor (52) ein berührungslos messender - vorzugsweise ein induktiv messender - ist und die Anwesen­ heit der Presszange (51) erfassbar macht.

3. Verfahren unter Verwendung eines Presswerkzeuges nach An­ spruch 1 oder 2, wobei über die Kolbenstange (6) und eine Übertragungsvorrichtung die Klemmbewegung mindestens einer Pressbacke (51a, 51b) ermöglicht wird, dadurch gekennzeich­ net, dass nach einem Initialisierungsschritt (42), in dem Selbst-, Start- und/oder Servicetests durchgeführt werden, in einem wiederholbaren zweiten Schritt, bevor ein Pressvor­ gang (44) auslösbar gemacht wird, eine Presszangen-Anwesen­ heitskontrolle (45) durchgeführt wird und bei fehlender oder fehlerhaft eingeführter Presszange (51) ein Hinweissig­ nal (45a) ausgelöst und - gegebenenfalls nach einer Wieder­ holung der Presszangen-Anwesenheitskontrolle (45) - der Pressvorgang (44) nicht eingeleitet wird, beziehungsweise der eingeleitete Pressvorgang (44) nach einer Verzögerungszeit das Presswerkzeug abgeschaltet wird, sofern zu diesem Zeitpunkt die Presszange (51) noch immer nicht korrekt ein­ geführt ist.

4. Pressverfahren zum Festpressen von hülsenförmigen Fit­ tings (32a), unter Verwendung eines Presswerkzeuges nach ei­ nem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Kolbenstange (6) über eine Übertragungsvorrichtung die Klemmbewegung mindestens einer Pressbacke (51a, 51b) betätigt, dadurch gekennzeich­ net, dass nach einem Initialisierungsschritt (42), in dem Selbst-, Start- und Servicetests durchgeführt werden, in ei­ nem wiederholbaren zweiten Schritt, bevor ein Pressvor­ gang (44) auslösbar gemacht wird, eine Presszangen-Anwesen­ heitskontrolle (45) durchgeführt wird und bei korrekt ein­ geführter Presszange (51) nach einer kurzen Verzögerungszeit eine Zuordnungs-Erfassung (46) durchgeführt wird, um der eingesetzten Presszange (51) einen Kolbenpositions- Bereichswert zuzuordnen, sowie als weiterer Kontrollschritt vor der Freigabe der Auslösbarkeit eines Pressvorganges (44) eine Verriegelungskontrolle (47) durchgeführt wird, um bei einem nicht gesicherten Befestigungsbolzen (50) zumindest ein Warnsignal (47a) auszulösen, und danach den Pressvor­ gang (44) einzuleiten.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Presszangen-Anwesenheitskontrolle (45) in einem berührungslosen, insbesondere induktiven, Messschritt eine eingesetzte Presszange (51) erfasst und dass die Ver­ riegelungskontrolle (47) - vorzugsweise mit einer Magnet­ feldmessung mittels eines Hallsensors - den Befesti­ gungsbolzen (50) in seiner gesicherten Lage erkennt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass bei nicht gesichertem Befestigungsbolzen (50) - gegebenenfalls nach Wiederholung des Schritts der Verrie­ gelungskontrolle (47) - die Fortsetzung des Pressvorganges (44) um eine bestimmte Verzögerungszeit hinausgeschoben wird, sofern der Befestigungsbolzen (50) zu diesem Zeitpunkt noch immer nicht ordnungsgemäss verriegelt ist.