DE10106360C1

DE10106360C1 - Verfahren zum automatischen Steuern von elektro-hydraulischen Handwerkzeugen und Anordnung hierfür

Info

Publication number: DE10106360C1
Application number: DE10106360A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Goldbach; Ralph Langholz; Manfred Waltersdorf
Original assignee: Rothenberger Werkzeuge AG
Current assignee: Rothenberger Werkzeuge AG
Priority date: 2001-02-12
Filing date: 2001-02-12
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2021-02-13
Also published as: EP1230998A2; PT1230998E; DK1230998T3; EP1230998B1; DE50213933D1; EP1230998A3; ATE446149T1; ES2333105T3

Abstract

Zum automatischen Steuern von elektro-hydraulischen Handwerkzeugen, insbesondere beim Herstellen von Rohrverbindungen durch plastische Verformung von Rohrwerkstoffen, wird ein Handwerkzeug verwendet, das einen Antriebszylinder (1) mit einem einseitig wirkenden, federbelasteten Arbeitskolben (2) aufweist, der bei Druckentlastung von einer Rückstellfeder (3) in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben wird. Der Antrieb geschieht durch eine aus einem Tank (7) gespeiste Pumpe (5) mit einem elektrischen Pumpenmotor (12), während für den Rückfluß der Hydraulikflüssigkeit zum Tank (7) eine Rückströmleitung (8) vorgesehen ist, in der ein vorgesteuertes Überdruckventil (9) mit Hysteresewirkung angeordnet ist. Um den Pumpenmotor (12) durch den Druck im hydraulischen System zu steuern, ist in der elektrischen Versorgungsleitung (13) ein Leistungsschalter (14) angeordnet, der stromabhängig durch einen Mikroprozessor (15) mit Speicherplätzen angesteuert wird. Dabei werden die Stromaufnahme und der Stromabfall nach dem Öffnen des Überdruckventils (9) erfaßt, und der Motorstrom wird nach Unterschreiten eines gespeicherten Stromwertes durch den Leistungsschalter (14) unterbrochen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Steuern von elektro-hydraulischen Handwerkzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Anordnung hier für nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.

Bei zahlreichen Bearbeitungsvorgängen von Werkstücken, insbesondere beim Verbinden von Rohrleitungen im Heizungs- und Sanitärbereich, ist es erforderlich, einen möglichst genauen Zeit- und Kräfteverlauf einzuhalten. Einerseits muß die Maximalkraft ausreichend hoch sein, um ein sicheres Arbeitsergebnis, z. B. eine dauerhaft dichte Rohrverbindung, zu erzielen, andererseits darf die Maximalkraft weder die Festigkeit des Werkstücks noch die des Werkzeugs übersteigen. Diese Forderungen sind gemein sam nur schwer zu erfüllen. Zudem steigen die Anforderungen an Kontroll möglichkeiten der Arbeitsvorgänge und der Funktion der Werkzeuge ggf. auch im Zusammenhang mit Wartungs-, Inspektions- und Garantiebestim mungen.

Durch die DE 21 36 782 C2 ist ein pneumatisch oder hydraulisch angetrie benes Handwerkzeug mit einem Arbeitskolben und einem Pressenkopf zum Herstellen von Rohrverbindungen bekannt. Der Arbeitskolben wird nach jedem Pressvorgang durch eine Rückzugsfeder in die Ausgangslage zurück geführt. Die Druckmittelerzeugung und -steuerung ist jedoch nicht Teil des Handwerzeugs und auch nicht beschrieben.

Durch die US 2 254 613 ist eine hydraulische Presse mit einer Hand pumpe, mit einem Arbeitskolben und einem Pressenkopf bekannt, bei der dar Arbeitskolben gleichfalls nach jedem Pressvorgang durch seine Rück stellfeder in die Ausgangslage zurück geführt wird. Die Rückstellbewe gung erfolgt bis zum Ende automatisch durch ein in einem Bypass angeordnetes und vorgesteuertes Überdruckventil, das eine Kegelspitze und einen nachgeschalteten größeren Ventilteller besitzt, der nach dem öffnen der Kegelspitze wirksam wird. Dadurch erhält das Ventil ein Hystereseverhalten, d. h., es wird auch bei abnehmendem Druck durch die Hydraulikflüssigkeit offen gehalten. Die Handpresse besitzt auch eine NOT-Auslösetaste. Eine elektrische oder elektronische Steuerung des Hydrauliksystems ist wegen der Handpumpe weder vorgesehen noch möglich.

Durch die DE 195 35 691 C1 der gleichen Anmelderin ist ein elektro hydraulisches Handwerkzeug bekannt, das gleichfalls einen Arbeitskolben besitzt und für das Aufsetzen eines Pressenkopfes vorgesehen ist. Dabei wird der Arbeitskolben gleichfalls nach jedem Pressvorgang durch seine Rückstellfeder in die Ausgangslage zurück geführt. Die Rückstellbewe gung erfolgt bis zum Ende automatisch durch ein in einem Bypass ange ordnetes Ventilsystem. Eine elektrische oder elektronische Steuerung des Hydrauliksystems ist nicht vorgesehen. Vielmehr erfolgt eine hydrau lisch-mechanische Verriegelung des Betriebsschalters bis zur Beendigung des Pressvorgangs. Ein Pressenkopf hierfür ist in der DE 44 46 504 C1 beschrieben.

Durch die gattungsfremde EP 0 445 084 A2 ist es bei einem elektrischen, nicht hydraulischen Schraubendreher für spreizbare Hohldübel bekannt, die Abschaltung des Motors beim Erreichen der maximalen Stromauf nahme einzuleiten und die Drehrichtung automatisch umzukehren. Dies ist dann der Fall, wenn die Stromaufnahme einen vorgegebenen, voreingestellten Wert überschreitet. Durch eine Verzögerungsschaltung wird gewährleistet, daß der Endzustand der Verklammerung bzw. Spreizung auch tatsächlich erreicht wird.

Durch das DE 295 02 032 U1 ist es bei einem elektrohydraulisch angetriebenen Preßwerkzeug bekannt, den Elektromotor beim Erreichen eines vorgegebenen Preßdrucks abzuschalten, der indirekt durch Mes sung der Stromaufnahme ermittelt wird. Dadurch soll es dem Benutzer ermöglicht werden, visuell festzustellen, ob die Preßbacken des Preßwerkzeugs auch wirklich geschlossen sind und die vollständige Verpressung einer Rohrverbindung erreicht ist. Eine visuelle Kontrolle ist aber nur möglich, wenn der Benutzer die ergonomische Position, der Maschinenbedienung verläßt. Danach muß der Benutzer die Drehrichtung des Motors manuell umschalten, um das Werkzeug von der Rohrver bindung abnehmen zu können. Eine Druckbegrenzung durch ein hydraulisches Überdruckventil und eine automatische Verfolgung des Motorstroms unter Berücksichtigung vorgegebener Stromwerte sind nicht vorgesehen. Durch das Fehlen eines Überdruckventils läßt sich auch nicht der Stromabfall nach dem Ansprechen eines solchen Ventils erfassen und zu Steuerungszwecken auswerten.

Durch die EP 0 824 979 A1 ist es bekannt, zwischen den Preßbacken eines Pressenkopfes einen elektromagnetischen Weggeber in Form eines Abstandssensors vorzusehen, der die Motorleistung beim Annähern der Preßbacken automatisch reduziert, um die kinetische Energie des Antriebssystems nach dem Zurücklegen des Leerhubs und vor Erreichen der Endstellung der Preßbacken zu reduzieren und dadurch die unter schiedlichen Verformungskräfte unterschiedlicher Rohrverbindungen (Fließverhalten des Werkstoffs, Wanddicke und Durchmesser) zu berück sichtigen. Dadurch sollen trotz einer vollständigen Verpressung der Rohrverbindung eine Überlastung der Preßbacken und ein vorzeitiger Verschleiß von Lagerstellen im Pressenkopf und dessen Antriebssystem verhindert werden. Eine automatische Verfolgung des Motorstroms unter Berücksichtigung vorgegebener Stromwerte sind nicht vorgesehen. Zwar ist ein Überdruckventil offenbart, jedoch nur zu dem Zweck der Endkraftbegrenzung, nicht aber zur Kontrolle und Steuerung der Motorabschal tung.

Durch das Abstract der JP 11198058 A ist es bei einem rein elektrisch angetriebenen Werkzeug zur Herstellen von Sicken bekannt, den Verlauf des Motorstroms durch einen Stromsensor zu überwachen. Beim überschreiten eines vorgegebenen Wertes für den Motorstrom wird ein Mikrocomputer mit einem Zeitglied gestartet. Beim überschreiten von zwei Sekunden und einem geringeren Ansteigen des Motorstroms leuchtet eine Leuchtdiode auf, um dem Bediener anzuzeigen, daß der Preßvorgang beendet ist. Weder ist das überwachen des Ansprechens eines (nicht offenbarten) Überdruckventils durch Strommessung offenbart noch die automatische Motorabschaltung nach Unterschreiten eines gespeicherten niedrigeren Stromwertes.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Handwerk zeug der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, bei dem der Pumpenmotor zumindest im wesentlichen durch den Druckverlauf im Hydrauliksystem gesteuert wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 und bei der Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3 durch die Merkmale im Kennzeichen des Patent anspruchs 3.

Durch diese Lösungen wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfange gelöst, insbesondere wird ein Handwerkzeug der eingangs beschriebenen Gattung angegeben, bei dem der Pumpenmotor zumindest im wesent lichen durch den Druckverlauf im Hydrauliksystem gesteuert wird. Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß der Motorstrom des Pumpen motors ein ausreichend genaues bzw. proportionales Abbild des Druck verlaufs im Hydrauliksystem und damit des Kräfteverlaufs beim Arbeits vorgang ist, und daß diese Eigenschaft nach Umsetzung des Motorstroms in elektrische bzw. elektronische Signale zur Steuerung und zur Kontrolle des Arbeitsvorganges durch einen Mikroprozessor mit Datenspeichern und Speicherplätzen für vorgebbare und ggf. veränderbare Sollwerte und Betriebsparameter verwendet werden kann. Die Signalauswertung kann in Verbindung mit gespeicherten zeitabhängigen Signalen und Prozeßpara metern weiter ausgestaltet werden. Weitere Vorteile sind in der Detail beschreibung angegeben.

Es ist dabei im Zuge einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens beson ders vorteilhaft wenn - entweder einzeln oder in Kombination -:

- das Einleiten des Arbeitsvorganges durch eine gespeicherte Sperrzeit verzögert wird und wenn die gesamte Einschaltdauer des Motorstro mes durch einen gespeicherten Maximalzeitwert begrenzt wird.

Es ist dabei im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Anordnung besonders vorteilhaft wenn - entweder einzeln oder in Kombination -:

- zwischen einer Stromquelle für den Motorstrom ein Spannungssensor für die Messung der Spannung der Stromquelle angeordnet ist und wenn der Spannungssensor dem Mikroprozessor aufgeschaltet ist,
- zwischen dem Spannungssensor und dem Mikroprozessor ein Span nungsregler für die Betriebsspannung des Mikroprozessors angeord net ist,
- dem Mikroprozessor ein Analog-Digital-Wandler zugeordnet ist, dem die Ausgänge des Stromsensors und des Spannungssensors aufge schaltet sind,
- dem Mikroprozessor in Parallelschaltung mindestens zwei Schalter für die lageunabhängige Bedienung des Handwerkzeugs aufgeschal tet sind,
- die Schalter nach Ablauf der Sperrzeit blockierbar sind,
- dem Mikroprozessor eine Signaleinrichtung für die Anzeige des Betriebszustandes des Handwerkzeugs zugeordnet ist,
- die Signaleinrichtung als blinkende Mehrfach-Farbanzeige ausgebildet ist,
- dem Mikroprozessor mindestens ein Datenspeicher für die Betriebs historie des Handwerkzeugs zugeordnet ist,
- dem Mikroprozessor eine Schnittstelle für die Abfrage der Betriebs historie zugeordnet ist,
- dem Mikroprozessor mindestens ein Wartungszähler für die Speiche rung und Anzeige von Wartungsintervallen und Inspektionsfälligkeiten des Handwerkzeugs zugeordnet ist,
- der Schnittstelle ein Infrarot-Übertrager zugeordnet ist, und/oder, wenn
- im Datenspeicher eine maximale Leerlaufzeit für den Pumpenmotor und ein Minimalwert für den Motorstrom abgelegt sind, und wenn die Anordnung so getroffen ist, daß der Pumpenmotor wieder ausge schaltet wird, wenn der Minimalwert für den Motorstrom nicht inner halb der Leerlaufzeit überschritten wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindunggegenstandes und seine Funktions weise werden nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Anordnung zum Steuern von elektrohydrau lischen Handwerkzeugen zum Herstellen von Rohrverbindungen durch plastische Verformung von Rohrwerkstoffen,

Fig. 2 Kurvendarstellungen der Stromverläufe bei verschiedenen Betriebszuständen über der Zeit.

In Fig. 1 ist ein Antriebszylinder 1 mit einem einseitig wirkenden Arbeits kolben 2 dargestellt, der von einer Rückstellfeder 3 beaufschlagt ist und eine Kolbenstange 4 aufweist. Diese Kolbenstange kann z. B. mit Spreiz rollen für einen hier nicht dargestellten, austauschbaren Pressenkopf versehen sein, wie er für das radiale Verpressen von Rohrkupplungen verwendet wird. Ein solcher Pressenkopf in der der DE 44 46 504 C1 offenbart.

Das Handwerkzeug besitzt eine Pumpe 5, die in einer Förderleitung 6 zwischen einem Tank 7 und dem Antriebszylinder 1 angeordnet ist, und eine als Bypass vorgesehene Rückströmleitung 8, die den Antriebs zylinder 1 mit dem Tank 7 verbindet und in der ein vorgesteuertes Über druckventil 9 mit Hysteresewirkung angeordnet ist. Die Auslegung und Einstellung des Überdruckventils 9 (Feder/Ventilfläche) muß in jedem Falle so sein, daß das Ventil nicht vor Erreichen der vorgegebenen maximalen Preßkraft öffnet (Sicherheit der Preßverbindung). Die Abhängigkeiten sind u. a. folgende: 1. Vom Verformungswiderstand (u. a. abhängig von Rohrwerkstoff, Rohrpaarung und Rohrdurchmesser) und 2. vom Hydraulikfluid in Verbindung mit Strömungsquerschnitten, Viskosität und Temperatur.

Die Auslegung des Überdruckventils 9 erfolgt in der Richtung, daß mit dem Handwerkzeug z. B. durch Austausch des Pressenkopfes Rohrver bindungen mit unterschiedlichen Durchmessern (z. B. von 16 bis 54 mm Durchmesser) hergestellt werden können, wobei die Auslegung dem größtmöglichen Durchmesser der Rohrverbindung zusätzlich einem Sicherheitszuschlag entspricht. In allen Fällen steigt der Druck am Ende eines Preßvorganges dadurch steil an, daß die Preßbacken des Pressen kopfes aufeinander treffen. Dies ist auch bei Pressenköpfen für Rohr durchmesser am unteren Ende des obigen Bereichs der Fall. Dem Überdruckventil 9 ist noch ein hier nicht dargestellter Not-Auslösehebel zugeordnet, mit dem das Ventil jederzeit von Hand geöffnet werden kann.

Beiderseits der Pumpe 5 sind Rückschlagventile 10 und 11 vorgesehen. Der hydraulische Teil der Anordnung ist z. B. in der US-A-2 254 613 beschrieben, allerdings in Verbindung mit einer Handpumpe.

Im vorliegenden Fall wird die Pumpe 5 durch einen elektrischen Pumpen motor 12 angetrieben, in dessen Versorgungsleitung 13 ein als Halbleiter schalter (z. B. MOS) ausgebildeter Leistungsschalter 14 angeordnet ist, durch den der Pumpenmotor 12 strom- und zeitabhängig durch einen Mikroprozessor 15 angesteuert wird. In der Versorgungsleitung 13 des Pumpenmotors 12 ist ein Stromsensor 16 angeordnet, dessen Ausgang dem Mikroprozessor 15 über eine Leitung 17 zwecks Vergleich mit minde stens einem gespeicherten Sollwert für den Motorstrom aufgeschaltet ist. Der zugehörige Ausgang des Mikroprozessors 15 ist dem Leistungs schalter 14 über eine Leitung 18 aufgeschaltet.

Die elektronische Steuerung erfolgt nach zwei Prinzipien, nämlich a) stromabhängig und b) zeitabhängig. Der Stromsensor 16 erfaßt die Stromaufnahme "i" des Motors und dadurch die Preßkraft "K". Die Preß kraft ist in etwa proportional der Stromaufnahme. Die Stromaufnahme ist auch in etwa proportional dem hydraulischen Druck "P" (siehe hierzu auch Fig. 2).

Hierfür ist dem Mikroprozessor ein als EEPROM ausgebildeter Daten speicher 19 mit mindestens einem Speicherplatz für einen Sollwert für den Motorstrom und mit mindestens zwei weiteren Speicherplätzen für eine minimale und eine maximale Einschaltdauer des Pumpenmotors 12 zuge ordnet. In diesem Datenspeicher sind auch die Betriebsprogramme und Sollwerte für Drücke und Zeitwerte abgelegt, was nachfolgend anhand der Fig. 2 noch näher erläutert wird.

Die Anordnung besitzt außerdem eine Stromquelle 20, die als Netzgerät, Netzanschluß, vorzugsweise aber als Akkumulator ausgebildet ist. Zwischen dieser Stromquelle 20 für den Motorstrom und dem Mikro prozessor 15 ist ein Spannungssensor 21 für die Messung der Spannung der Stromquelle 20 angeordnet, und der Spannungssensor 21 ist zu Kontrollzwecken dem Mikroprozessor 15 über eine Leitung 22 aufgeschal tet. Die Kontrolle dient u. a. dem Ladezustand des Akkumulators oder der Netzspannung, damit Fehlfunktionen ausgeschaltet werden. Wird beispielsweise ein in dem Datenspeicher 19 abgelegter Vergleichswert für die Spannung unterschritten, dann wird der Pumpenmotor sofort wieder ausgeschaltet, da die Kapazität nicht mehr für einen ordnungsgemäßen Preßvorgang ausreicht.

Weiterhin ist zwischen dem Spannungssensor 21 und dem Mikroprozes sor 15 ein Spannungsregler 23 für die Betriebsspannung des Mikropro zessors 15 angeordnet. Dem Mikroprozessor 15 ist ein Analog-Digital- Wandler 24 zugeordnet, dem die Ausgänge des Stromsensors 16 und des Spannungssensors 21 aufgeschaltet sind.

Ferner sind dem Mikroprozessor 15 in Parallelschaltung vier Schalter 25 für die lageunabhängige Bedienung des Handwerkzeugs aufgeschaltet, z. B. für die Bedienung mit der rechten oder linken Hand und/oder für die Bedienung des Geräts in unterschiedlichen Raumlagen, die durch beengte Platzverhältnisse beim Arbeiten bedingt sein können.

An den Mikroprozessor 15 ist eine Signaleinrichtung 26 für den jeweiligen Betriebszustand des Handwerkzeugs angeschlossen, die vorzugsweise als Mehrfach-Farbanzeige ausgebildet ist, beispielsweise als zweifarbige LED mit den Grundfarben rot und gelb, die bei Mischung zu einem orangefarbenen Signal führen, was weiter unten noch näher erläutert wird.

Der Mikroprozessor 15 besitzt außerdem interne Datenspeicher für die Betriebshistorie des Handwerkzeugs und eine Schnittstelle 27 für die Abfrage der gespeicherten Betriebshistorie über einen Infrarot-Übertrager 28. Die als Zähler ausgebildeten Datenspeicher werden bei jedem Arbeits vorgang inkrementiert. Ein Gesamtzähler zählt alle Arbeitsvorgänge seit der Herstellung des Geräts. Ein Wartungszähler dient der Einhaltung der nötigen Wartungszyklen. Hat dieser Zähler z. B. 10.000 Arbeitsvorgänge registriert, so blinkt nach jedem Arbeitsvorgang die Signaleinrichtung 26 fünf Mal "gelb", um der Bedienungsperson anzuzeigen, daß eine Inspek tion fällig ist. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis der Wartungs zähler durch ein Handterminal über die Schnittstelle 27 wieder auf Null gesetzt wird.

Über den Infrarot-Übertrager 28 können mittels des Handterminals auch alle in den Datenspeichern gespeicherten Werte ausgelesen und editiert werden. Das betrifft nicht nur die Zählerstände, sondern auch die gespei cherten Parameter, die eine Anpassung der gesamten Geräte-Mechanik, inklusive des Motors und des Stromspeichers an die Elektronik ermög lichen. Nach dem Laden des Geräts funktioniert dieses voll automatisch.

Die Fig. 2 zeigt nun Kurvendarstellungen der Stromverläufe "i" verschie dener Betriebszustände über der Zeit "t". Durch Druck auf einen der Schalter 25 wird der Pumpenmotor über den Leistungsschalter 14 zum Zeitpunkt t1 eingeschaltet. Hierbei stellt sich sofort ein entsprechender Anlaufstrom i_anl ein, der rasch bis auf einen Leerlaufstrom i_leer abfällt, der durch den Kurvenabschnitt K1 repräsentiert wird. Die Zeitdauer Δt zwischen t1 und t2 ist als Sperrzeit gespeichert und beträgt beispielsweise 400 ms. Wird der Schalter kürzer als Δt betätigt, so wird der Motor sofort wieder abgeschaltet um zu verhindern, daß zufällige Bedienungen einen Arbeitsvorgang einleiten.

Weiterhin ist es durch einen kurzzeitigen Druck auf einen der Schalter 25 möglich, die Infrarot-Abfrage einzuleiten, ohne einen Arbeitsvorgang ausführen zu müssen. Jenseits von t2 werden die Schalter 25 blockiert; sie können also losgelassen werden. Durch Abspeicherung einer weiteren Sperrzeit von ähnlicher Dauer kann verhindert werden, daß die Elektronik die Anlaufstromspitze erfaßt und abspeichert.

Anschließend wird die Spannung des Akkumulators (als Stromquelle 20) gemessen. Ein fünfmaliges rotes Blinken der Signaleinrichtung 26 ist ein Zeichen dafür, das der Akkumulator entladen ist. Auch der Motor-Leer laufstrom i_leer wird einmalig gemessen und abgespeichert. Dieser Wert dient zur Detektierung der Betätigung des (nicht gezeigten) NOT-Auslöse hebels.

Wiederum anschließend wird die Messung des Motorstromes fortgesetzt. Sollte während einer im Datenspeicher 19 abgelegten Leerlaufzeit der Motorstrom nicht um einen ebenfalls gespeicherten Differenzbetrag ansteigen, so wird der Motor wieder ausgeschaltet, und die Signaleinrich tung 26 zeigt durch fünfmaliges orangefarbenes Blinken einen fehlerhaften Arbeitsvorgang, beispielsweise, daß ein Maschinendefekt vorliegt oder kein Arbeitsgerät, z. b. ein Pressenkopf, eingesetzt wurde, oder, daß der NOT-Auslösehebel unmittelbar nach dem Start betätigt wurde.

Steigt der Motorstrom weiter an, so wird der Arbeitsvorgang fortgesetzt, d. h. bei einem Preßvorgang schließen sich die Preßbacken bei weiter steigendem Motorstrom. Nachdem die Preßbacken am Werkstück, einem Metallrohr oder einer Rohrkupplung, anliegen, beginnt der eigentliche Preßvorgang, wobei die Stromstärke deutlich ansteigt. Dies wird in Fig. 2 durch den Kurvenabschnitt K2 dargestellt. Die Stromaufnahme i_max zum Zeitpunkt t4 wird durch das bereits beschriebene kraftabhängige öffnen des Überdruckventils 9 vorgegeben.

Ab einer im Datenspeicher 19 abgelegten Grenzstromstärke wird das zum Zeitpunkt t4 erfolgende Ansprechen des Überdruckventils 9 und damit das Absinken des Stromes im Kurvenabschnitt K3 nicht mehr als Betätigung der NOT-Auslösung interpretiert, sondern als ordnungsgemäßes öffnen des Ventils nach erfolgreich abgeschlossenem Arbeitsvorgang, der beispielsweise bei 12 bis 18 A Motorstrom beendet ist.

Unterschreitet der Motorstrom zum Zeitpunkt t5 eine gleichfalls im Daten speicher 19 abgelegte Grenzstromstärke i_stop, so wird der Pumpenmotor 12 durch die Elektronik abgeschaltet und damit der Stromverbrauch auf einen Ruhestromverbrauch von einigen Mikroampere herabgesetzt, bei dem kein Arbeitsvorgangs ausgelöst wird.

Wird während eines Arbeitsvorganges zum Zeitpunkt t3 unterhalb des obigen Grenzstromes die NOT-Auslösung durch manuelles öffnen des Überdruckventils 9 eingeleitet, so sinkt der Strom entsprechend dem Kurvenabschnitt K6 ab, und der Pumpenmotor 12 wird bei Unterschreiten des gespeicherten Leerlaufstromes plus eines Sicherheitszuschlages abgeschaltet. Auch in diesem Fall blinkt die Signaleinrichtung 26 zur Anzeige dieses Vorgangs fünf Mal "orange".

Fig. 2 zeigt noch folgendes: Würde der Pumpenmotor nach dem öffnen des Überdruckventils 9 jenseits von t5 weiterlaufen, so sinkt zwar der Motorstrom entsprechend dem gestrichelten Kurvenabschnitt K4 weiter ab, aber nur relativ langsam, was von dem Liefergrad der Pumpe 5 und den Strömungswiderständen abhängig ist. Durch das Abschalten des Motors zum Zeitpunkt t5, fällt jedoch der Motorstrom entsprechend dem Kurvenabschnitt K5 steil ab, und der Arbeitskolben 2 wird jetzt unter der Wirkung der Rückstellfeder 3 automatisch sehr viel schneller in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben, wobei die verdrängte Ölmenge in den Tank 7 zurück gefördert wird und sich das Ventil danach wieder schließt.

Um jedoch den Pumpenmotor bei Fehlfunktionen nicht endlos weiter laufen zu lassen, ist im Datenspeicher 19 ein Zeitpunkt t_max abgelegt, bei dem das Gerät vollständig abschaltet, bespielsweise nach 10 bis 15 Sekunden.

Bezugszeichenliste

1

Antriebszylinder

2

Arbeitskolben

3

Rückstellfeder

4

Kolbenstange

5

Pumpe

6

Förderleitung

7

Tank

8

Rückströmleitung

9

Überdruckventil

10

Rückschlagventil

11

Rückschlagventil

12

Pumpenmotor

13

Versorgungsleitung

14

Leistungsschalter

15

Mikroprozessor

16

Stromsensor

17

Leitung

18

Leitung

19

Datenspeicher

20

Stromquelle

21

Spannungssensor

22

Leitung

23

Spannungsregler

24

Analog-Digital-Wandler

25

Schalter

26

Signaleinrichtung

27

Schnittstelle

28

Infrarot-Übertrager
i Stromaufnahme
i_max

, i_stop

;Grenzstromwerte
i_anl

;Anlaufstrom
i_leer

;Leerlaufstrom
t1, t2, t3, t4, t5, t_max

;Zeitpunkte
Δt Zeitdauer, Sperrzeit
K Preßkraft
K1, K2, K3, K4, K5, K6 Kurvenabschnitte
P hydraulischer Druck

Claims

1. Verfahren zum automatischen Steuern von elektro-hydraulischen Handwerkzeugen, insbesondere beim Herstellen von Rohrverbindun gen durch plastische Verformung von Rohrwerkstoffen, wobei das Handwerkzeug einen Antriebszylinder (1) mit einem einseitig wirken den Arbeitskolben (2) aufweist, der bei Druckentlastung von einer Rückstellfeder (3) in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben wird, sowie für den Antrieb des Antriebszylinders (1) eine aus einem Tank (7) gespeiste Pumpe (5) und für den Rückfluß der Hydraulikflüssig keit zu dem Tank (7) eine Rückströmleitung (8) aufweist, in der ein vorgesteuertes Überdruckventil (9) mit Hysteresewirkung angeordnet ist, wobei die Pumpe (5) durch einen elektrischen Pumpenmotor (12) angetrieben wird, in dessen Versorgungsleitung (13) ein Leistungs schalter (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenmotor (12) derart stromabhängig durch einen Mikro prozessor (15) angesteuert wird, daß die Stromaufnahme des Pumpenmotors (12) und der Stromabfall nach dem öffnen des Überdruckventils (9) vom Mikroprozessor (15) erfaßt werden und daß der Motorstrom nach Unterschreiten eines gespeicherten Stromwertes (i_stop) durch den Leistungsschalter (14) unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein leiten des Arbeitsvorganges durch eine gespeicherte Sperrzeit (Δt) verzögert wird und daß die gesamte Einschaltdauer des Motor stromes durch einen gespeicherten Maximalzeitwert (t_max) begrenzt wird.

3. Anordnung zum automatischen Steuern von elektro-hydraulischen Handwerkzeugen, insbesondere zum Herstellen von Rohrverbindun gen durch plastische Verformung von Rohrwerkstoffen, mit einem Antriebszylinder (1) mit einem einseitig wirkenden Arbeitskolben (2), der von einer Rückstellfeder (3) beaufschlagt ist und eine Kolben stange (4) aufweist, mit einer Pumpe (5), die in einer Förderleitung (6) zwischen einem Tank (7) und dem Antriebszylinder (1) angeord net ist, mit einer Rückströmleitung (8), die den Antriebszylinder (1) mit dem Tank (7) verbindet und in der ein vorgesteuertes Überdruck ventil (9) mit Hysteresewirkung angeordnet ist, und mit einem elektri schen Pumpenmotor (12), in dessen Versorgungsleitung (13) ein Leistungsschalter (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenmotor (5) stromabhängig durch einen Mikroprozessor (15) ansteuerbar ist, dem mindestens ein manuell betätigbarer Schal ter (25) zugeordnet ist, wobei

a) in der elektrischen Versorgungsleitung (13) des Pumpenmotors (12) ein Strom sensor (16) angeordnet ist, dessen Ausgang dem Mikroprozessor (15) zwecks Vergleich mit mindestens einem gespeicherten Sollwert für den Motorstrom aufgeschaltet ist,
b) der Ausgang des Mikroprozessors (15) dem Leistungsschalter (14) in der Versorgungsleitung (13) aufgeschaltet ist, und wobei
c) dem Mikroprozessor (15) mindestens ein Datenspeicher (19) zugeordnet ist, in dem Speicherplätze angeordnet sind, und zwar:
- 1. für eine Zeitdauer Δt als Sperrzeit für eine eventuelle Fehlbedienung,
- 2. für eine maximale Zeitdauer t_max für die Abschaltung bei einer Fehlfunktion des Geräts nach Betätigung des min destens einen Schalters (25) sowie
- 3. für mindestens einen Grenzstromwert (i_stop) für die Abschaltung des Motorstroms, welcher Grenzstromwert (i_stop) niedriger ist als ein Grenzstromwert (i_max) beim Öffnen des Überdruckventils.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Stromquelle (20) für den Motorstrom ein Spannungssensor (21) für die Messung der Spannung der Stromquelle (20) angeordnet ist und daß der Spannungssensor (21) dem Mikroprozessor (15) aufgeschaltet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannungssensor (21) und dem Mikroprozessor (15) ein Spannungsregler (23) für die Betriebsspannung des Mikroprozes sors (15) angeordnet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) ein Analog-Digital-Wandler (24) zugeordnet ist, dem die Ausgänge des Stromsensors (16) und des Spannungssensors (21) aufgeschaltet sind.

7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) in Parallelschaltung mindestens zwei Schalter (25) für die lageunabhängige Bedienung des Handwerkzeugs aufgeschaltet sind.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (25) nach Ablauf der Sperrzeit (Δt) blockierbar sind.

9. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) eine Signaleinrichtung (26) für die Anzeige des Betriebszustandes des Handwerkzeugs zugeordnet ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleinrichtung (26) als blinkende Mehrfach-Farbanzeige ausge bildet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) mindestens ein Datenspeicher für die Betriebshistorie des Handwerkzeugs zugeordnet ist.

12. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) mindestens ein Wartungszähler für die Spei cherung und Anzeige von Wartungsintervallen und Inspektions fälligkeiten des Handwerkzeugs zugeordnet ist.

13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) eine Schnittstelle (27) für die Abfrage der Betriebshistorie zugeordnet ist.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittstelle (27) ein Infrarot-Übertrager (28) zugeordnet ist.

15. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Datenspeicher (19) eine maximale Leerlaufzeit für den Pumpen motor (12) und ein Minimalwert für den Motorstrom abgelegt sind, und daß die Anordnung so getroffen ist, daß der Pumpenmotor (12) wieder ausgeschaltet wird, wenn der Minimalwert für den Motor strom nicht innerhalb der Leerlaufzeit überschritten wird.