DE69014952T2

DE69014952T2 - Hydraulisches Presswerkzeug mit einem Kopf mit Endlosdrehung.

Info

Publication number: DE69014952T2
Application number: DE69014952T
Authority: DE
Inventors: Gennaro Pecora
Original assignee: Burndy Corp
Current assignee: FCI USA LLC
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2010-03-31
Also published as: ES2065425T3; AU5142090A; AU616344B2; US4942757A; EP0390212A1; CA2012803C; CA2012803A1; EP0390212B1; DE69014952D1

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Preßwerkzeug, umfassend einen Formkopf, ein Pumpengehäuse, Betätigungshandgriffe, und Mittel zum Sichern des Formkopfs und des Pumpengehäuses gegen Axialbewegung bezüglich einander während Aufnahme von Drehung des Kopfs bezüglich des Pumpengehäuses, wobei der Formkopf einen oberen Backen zur Aufnahme und Halterung einer ersten Preßform, eine an dem Formkopf befestigte Nabe und eine von der Nabe aufgenommene Kolbenzylinderanordnung aufweist, wobei der Kolben in den Zylinder eingesetzt ist und einen Stößelkopf zur Aufnahme einer zweiten Preßform aufweist, die mit der ersten Preßform zum Verpressen von Werkstücken zusammenwirkt, der Kolben einen Innenraum zur Aufnahme von Druckfluid zum Vorschub des Kolbens während des Preßvorgangs aufweist, der Zylinder eine offene Zylinderbodenwand mit einer Öffnung aufweist, um Hydraulikfluid in den Innenraum des Kolbens zu leiten, ein Durchgang durch das Pumpengehäuse in die Öffnung der Zylinderbodenwand verläuft.
Ein Preßwerkzeug dieser Bauart ist aus der US-A-2821877 bekannt und bildet die Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieses Preßwerkzeug hat einen Formkopf, der bezüglich seines Hydraulikwerkzeughandgriffs vollständigdrehbar ist. Die obere Form ist an einem C-förmigen Formkopf befestigt und die untere Form ist an einem Kolbenstößel angebracht, der in einem Zylinder angeordnet ist, der in dem oberen Körperabschnitt des Werkzeugs gebildet ist. Der Formkopf und der Kolbenstößel sind durch ein Bolzenteil aneinander verriegelt, so daß obere und untere Formen vollständig drehbar sind, während die Formen ihre Arbeitsausrichtung beibehalten. Diese Konstruktion beinhaltet eine Drehung des Kolbenstößels in einem stationären Zylinder und ergibt widersprechende Konstruktionserfordernisse, nämlich ein fluiddichtes Hydraulikdrucksystem und eine leichte Drehung des Kolbenstößels. Ein Satz von Kugellagern dient zur Drehung des Formkopfs an dem stationären oberen Körper des Werkzeugs. Die Lager und ihre Aufnahmenuten müssen auf der vollen Preßkraft widerstehen, die zwischen dem Formkopf und dem Werkzeug während Preßvorgängen aufgebaut wird. Zusätzlich muß man beim Drehen des Kolbenstößels Drehbelastungen verhindern, die in einer im Inneen angebrachten Stößelrückholfeder auftreten. Dies geschieht mittels einer Rastkugel, die das Ende eines Federhaltebolzens ergreift. Während die Rastkugel eine Drehung des Kolbenstößels aufnimmt, soll sie auch eine Axialbewegung des Federhaltebolzens gegen große axial gerichtete, durch das Druckwerkzeug entwickelte Preßkraft verhindern.
Das Ergebnis ist eine komplizierte Konstruktion, wobei viele Teile verschiedenen einander widersprechenden Funktionserfordernissen dienen sollen.
Ein bekanntes hydraulisches Preßwerkzeug, nämlich die Burndy Corporation HYPRESS Modelle Y35 und Y35-2, umfaßt hydraulisch angetriebene Formen zum Verpressen elektrischer Anschlüsse an Übertragungsleitungen oder zum Verbinden von Übertragungsleitungen. Es umfaßt ein Kopfteil, das die Preßformen enthält, die relativ zu den Betätigungshandgriffen um 180º gedreht werden können, um das Positionieren der Preßformen über einem Werkstück zu erleichtern. Betätigt wird das Hydraulikwerkzeug durch Anordnen der Formen in Position über einem elektrischen Anschluß, Drehen eines Reservoirhandgriffs, um eine bewegliche Form in Position auf einem Anschluß vorzuschieben, und dann Pumpen des Betätigungshandgriffs zum Aufbau einer ausreichenden Hydraulikkraft, wodurch die Formen den Verbinder verpressen können. Während eines Preßvorgangs werden an dem Formkopf angenähert 12 t Kraft entwickelt. Nach Beendigung des Verpressens wird das Werkstück durch Ablassen des Hydraulikdrucks und Zurückziehen der Formen gelöst.
Bei derartigen Hydraulikwerkzeugen ist eine Drehbarkeit des Formkopfs bezüglich der Betätigungsgriffe erwünscht, um die Verwendbarkeit des Werkzeugs zu verbessern, insbesondere damit der Betätiger die Preßformen über den Verbindern in Position bringen kann, während er eine sichere und bequeme Stellung zur Betätigung des Werkzeugs beibehält. Ein drehbarer Formkopf ermöglicht es dem Betätiger, schwer zu erreichende Quetschverbinder sicher und bequem zu ergreifen.
Die bekannten Burndy Y 35/Y 35-2 HYPRESS Modelle haben drehbare Formköpfe, jedoch ist deren Drehung auf 180º bezüglich des Betätigungshandgriffs begrenzt.
Ziel der Erfindung ist es daher, ein hydraulisches Preßwerkzeug aufzuzeigen, bei dem der Formkopf bezüglich der Betätigungshandgriffe und des Hydraulikantriebssystemsunbegrenzt drehbar ist, so daß ein Betätiger den Kopf zum Ergreifen eines Werkstücks in bequemer Weise positionieren kann.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist das Hydraulikpreßwerkzeug des obigen Typs dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben und Zylinderanordnung an der Nabe gegen Relativdrehung gesichert ist, daß das Pumpengehäuse eine obere Fläche zur Aufnahme der Zylinderbodenwand aufweist, die eine Drehgrenze zwischen dem Formkopf und dem Pumpengehäuse bildet, wodurch der Formkopf und das Pumpengehäuse zur Drehung bezüglich einander angebracht sind, der Durchgang ein Grenzdurchgang ist, der über die Drehgrenze verläuft, daß die Mittel zum Sichern des Formkopfs und des Pumpengehäuses gegen Axialbewegung bezüglich einander während Aufnahme von Drehung des Kopfs relativ zu dem Pumpengehäuse zwischen dem Zylinder und dem Pumpengehäuse angeordnet ist, und daß der Kolbenstößel, der Zylinder, die Öffnung und der Grenzdurchgang entlang der Drehachse des Formkopfs ausgerichtet sind.
Erfindungsgemäß ist der Formkopf bezüglich dem festen Handgriff des Pumpengehäuses unbegrenzt drehbar, so daß der Formkopf eine unbegrenzte Anzahl von Umdrehungen gedreht werden kann, ohne Grenze oder ohne den Formkopf rücksetzen oder zurückstellen zu müssen und ohne die Kopfbauteile zu belasten. Diese Anordnung ist vorgesehen und eingerichtet durch die Verbindung zwischen dem Zylinder und dem Pumpengehäuse und durch die Fluidflußkanäle von dem Pumpengehäuse durch die Pumpen/Formkopf-Grenze. Der Fluidfluß von dem Antriebskolben zu dem Zylinder wird axial der drehbaren Grenze zwischen dem C-förmigen Kopf und dem Pumpengehäuse geführt.
Die vorteilhaften Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Figur 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen hydraulischen Preßwerkzeugs.
Figur 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Grenzdurchgangsanordnung, die in dem Werkzeug von Figur 1 enthalten ist.
Figur 3 ist eine Perspektivansicht eines Haltekragens, der in dem Werkzeug von Figur 1 enthalten ist.
Figur 4 ist ein Teilschnitt entlang Linie 4-4 von Figur 1 mit Darstellung des Kragens von Figur 3 in Anordnung mit zusammenwirkenden Komponenten des Werkzeugs von Figur 1.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Nun unter Bezug auf die Zeichnung, und insbesonsere auf Figur 1 weist das erfindungsgemäße Hydraulikpreßwerkzeug 10 verschiedene Hauptkomponenten auf, umfassend einen drehbaren C- förmigen Formkopf 12, ein Pumpengehäuse 14 und Betätigungshandgriffe 16 und 17.
Die Formkopfanordnung umfaßt einen einheitlichen C-förmigen Kopf 18, der bevorzugt einstückig gegossen ist und eine Formausnehmung 20 zwischen einem oberen festen Backen 22 und einem beweglichen unteren Backen 24 bildet. Der obere Backen hat die Form eines Halbmonds und nimmt eine U-förmige Form 26a auf, die durch beabstandete Rippen 28 gestützt und durch einen Stift 30 und einen zusammenwirkenden Löseschaft 32 gehalten ist. Die Form gleitet in dem oberen Backenhalbmond quer in Position. Der untere Backen 24 hat auch die Form eines Halbmonds an der oberen Fläche eines Kolbenstößels 34, der eine untere U-förmige Form 26b (bevorzugt identisch mit der oberen Form) zwischen beabstandeten Tragrippen 36 aufnimmt und diese durch einen Sperrstift 38 hält. Wie weitergehend unten beschrieben, ergreifen die oberen und unteren Formen ein Verbinderwerkstück (nicht gezeigt) und pressen es mit einer wesentlichen Preßkraft, die durch Betätigung des Fahrzeugs erzeugt wird, aneinander.
Der Formkopf 18 umfaßt eine integrale rohrförmige Nabe 40 zur Aufnahme einer Kolben- und Zylinderunteranordnung 42. Der Zylinder 44 öffnet sich nach oben zu der Formausnehmung zur teleskopischen Aufnahme des Kolbenstößels 34. Der Zylinderkörper 44 trägt bei 48 entlang seiner oberen Oberfläche über einer Umfangsrippe 50 ein Gewinde zum Zusammenbau und zum Halten innerhalb der rohrförmigen Nabe 40. Ein geeigneter Befestiger 52 sichert den Formkopf 18 und den Zylinderkörper 44 gegen Relativdrehung beim Zusammenbau.
Der Kolbenstößel 34 ist in der Zylinderbohrung 54 gleitend aufgenommen und trägt bei 56 entlang seines Mantels 58 eine Ausnehmung zur Aufnahme von Kolbenringen 60. Eine Kolbenscheibe 62 und ein Abstreifer 64 sind an dem offenen Zylinderende positioniert. Eine Längsnut 66 erstreckt sich entlang der Seite des Kolbenkopfs zum Eingriff mit einer Führungsnase 68, die an dem Formkopf 18 angebracht ist, so daß der Kolben seine Axialausrichtung beibehält, wenn er bei Betrieb aus dem Zylinder austritt.
Die Unterseite des Kolbenstößels 34 ist nach unten hin offen unter Bildung eines Innenraums 70 zur Aufnahme einer Stößelrückholschraubenfeder 72. Ein axialer Haltestift 74 ist an der Unterseite des Kolbenkopfs 76 befestigt und nimmt einen oberen Federhaltekragen 78 auf. Der Kragen ist auf den Haltestift aufgeschraubt und das obere Ende der Schraubenfeder ist auf eine entsprechende Spiralnut 80 in der Seitenfläche des Kragens geschraubt. Das untere Ende der Schraubenfeder ist in ähnlicher Weise in einer Spiralnut 81 eines unteren Kragens 82 auf genommen, welcher an der Zylinderbasis 84 befestigt ist. Der untere Kragen umfaßt einen Durchgang 85, der Hydraulikfluid zu dem Kolbeninnenraum fließen läßt. Bei Betrieb dehnt sich die Schraubenfeder 72 aus, wenn der Kolbenstößel von dem Zylinder in die Formausnehmung ausfährt, und zieht den Stößel zurück, wenn der Betätiungshydraulikdruck abgelassen wird.
Die Basis des Zylinderkörpers umfaßt eine zentrale Öffnung 86, die einen Grenzdurchgang 88 aufnimmt (Figur 2), und eine Bodengrenzfläche 90, die unter einer Umfangsschulter 92 zum Eingriff mit dem Pumpengehäuse 14 verengt ist. Die Zylindergrenzfläche 90 und die komplementäre Oberfläche 94 des Pumpengehäuses bilden eine Drehgrenze 95 zwischen der Formkopf anordnung und dem Rest des Hydraulikwerkzeugs. Die Zylinderbasis und das Pumpengehäuse enthalten einander gegenüberstehende koplanare Nuten 96a und 96b (Figur 4) zur Aufnahme eines Halte- oder Sperrkragens 98, der mittels einer Stellschraube 100 am Ort gehalten ist. Die Nuten erstrecken sich um den Gesamtumfang der Zylinderbasis und des Pumpengehäuses. Der Haltekragen und die Nuten haben bevorzugt rechteckige Querschnitte. Der Kragen 98 ist aus robustem Federstahl ausreichender mechanischer Festigkeit hergestellt, um den Formkopf und die Kolbenzylinderunteranordnung in fester Axialposition bezüglich dem Pumpengehäuse zu halten, ohne sich unter der wesentlichen Hydraulikbetätigungskraft zu deformieren, die sich aufbaut, wenn die Formen ein verbinderwerkstück verpressen. Zusätzlich verbindet der Haltekragen die Zylinderbasis mit dem Pumpengehäuse und ermöglicht eine endlose Drehung im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn des Formkopfs an dem Hydraulikwerkzeug.
Figur 4 zeigt in einer Teilansicht den Haltekragen 98 in Position an der Formkopf/Pumpengehäusegrenze 95. Der Kragen besetzt gegenüberstehende Nuten 96a, 96b im wesentlichen durch deren Gesamtumfang. Ein Ende des Kragens weist eine Schleife 97 auf, um den Kragen zu ergreifen, wenn man diesen während der Werkzeugmontage durch eine Öffnung 99 in dem Pumpengehäuse in die Nuten einsetzt. Eine Stellschraube 100 hält den Kragen bei der Endmontage des Werkzeugs in Position. Um den Formkopf von dem Werkzeug zur Wartung, Inspektion und dgl. zu entfernen, wird die Stellschraube entfernt und der Kragen durch die Zugangsöffnung aus ihren Nuten entfernt. Nun kann man die Formkopfunteranordnung aus dem Werkzeug entfernen.
Die Grenzdurchgangsanordnung 88 ist in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Der Grenzdurchgang ergibt eine fluiddichte Passage für Hydraulikantriebsfluid durch die Drehgrenze 95. Der Grenzdurchgang ist in fluchtende Öffnungen 102, 104 in der Zylinderbasis und in dem Pumpengehäuse eingesetzt und bildet einen Fluidkanal zwischen der Hydraulikdruckpumpe und der Unterseite des Kolbenstößels. Der Grenzdurchgang liegt längs der Längsachse X', X" des Werkzeugs, welche die Drehachse des Formkopfs bezüglich des Reservoirhandgriffs 16 ist. Der Grenzdurchgang verbindet den Druckpumpenauslaß mit dem Kolbenstößel durch die Drehgrenze, ohne daß Druckfluid zur der Grenze gelangen kann. Der Grenzdurchgang umfaßt einen rohrförmigen Durchgangskörper 106 mit einer inneren Führung 108, die einen Flußkanal für Hydraulikfluid von dem Pumpengehäuse zu dem Kolbenstößel bildet. Der Flußkanal ist mit einem Kugelrückschlagventil 110 mit einer Feder 112 versehen, welche eine Ventilkugel 114 gegen einen Ventilsitz 116 vorspannt, der in der Seitenwand des Kanals gebildet ist. Ein Haltering 118 hält die Feder am Auslaßende 120 des Durchgangskörpers in Position. Der Grenzdurchgang ist in eine Ausnehmung in dem Pumpengehäuse eingesetzt, wobei Durchgänge 122 zu einem Kanal 124 ausgerichtet sind (Figur 1). Ein Haltering 126 sichert den Grenzdurchgang gegen Axialbewegung durch die Grenze. An der Außenfläche des Grenzdurchgangs sind drei Sätze von O-Ringen 128 und Stützringen 130 vorgesehen, um die Fluiddichtheit des Grenzdurchgangs zu sichern. Mit dieser Axialausrichtung des Grenzdurchgangs läßt sich der Formkopf in jede gewünschte Position drehen, während die Fluidverbindung von der Druckpumpe zu dem Kolbenstößel unbeeinflußt bleibt.
Das Pumpengehäuse 14 umfaßt weiter eine Hydraulikpumpe 132, ein Druckablaßventil 134 und eine geeignete Innenführung 136, zum Leiten von Hydraulikfluid bei Betrieb des Werkzeugs.
Die Pumpe umfaßt einen Zylinder 138 und große 140 und kleine 142 Kolben, die mit einer Kolbenstange 144 verbunden sind, die durch den Betätigungshandgriff 146 hin- und herbewegt wird, der an dem Hauptkörper durch geeignete Verbinderarme 148 und eine Schwenkwelle 150 angebracht ist. Bei Betrieb drückt der Außenkolben das Hydraulikfluid in den Reservoirhandgriff 152 durch Pumpengehäuseführungen, welche die Druckkammer 154, das Reservoir 156 und den Hauptzylinderkopf 86 miteinander verbinden. Der somit durch den großen Kolben 140 aufgebaute Druck versorgt zuerst den Hauptzylinderkopf mit Niederdruckhydraulikfluid zum Vorschub des Kolbenstößels und der unteren Form in Eingriff mit dem Verbinderwerkstück gegen die Kraft der Rückholfeder 72. Weitere Hin- und Herbewegung des Betätigungshandgriffs entwickelt mit Hilfe des kleinen Kolbens 142 den hohen Betriebshydraulikfluidpreßdruck. Der so aufgebaute Druck quetscht die Formen mit voller Kraft zusammen, um den Preßvorgang zu beenden.
Der Grenzdurchgang 122 führt Hochdruckhydraulikfluid durch Ablaßkanäle 124, 136, 137 zu einem Druckentlastungsventil 134 ab. Das Druckentlastungsventil 134 läßt Druckfluid durch innere Pumpengehäusekanäle (nicht gezeigt) zu dem Reservoir 156 ab, wenn der volle Arbeitsdruck erreicht ist. Dann wird die Expansionsfeder 72 die untere Form von einem Verbinderwerkstück zurückziehen.
Bei Betrieb wird der Hydraulikpreßformkopf manuell in eine für den Betätiger bequeme Position gedreht, um ein Verbinderwerkstück zu ergreifen. Durch Hin- und Herbewegung des Betätigungshandgriffs fährt der Kolbenstößel aus und bewegt die Formen in Eingriff mit einem Verbinderwerkstück. Der Betätiger betätigt die Druckpumpe durch weiteres Hin- und Herbewegen des Pumpenhandgriffs, wodurch unter Druck stehendes Hydraulikfluid von der Pumpe durch den Grenzdurchgang zu dem Kolbenstößel abgegeben wird. Wenn sich Fluiddruck aufbaut, pressen die Formen den Werkstückverbinder an Ort und Stelle zusammen. Danach wird der Fluiddruck durch das Druckablaßventil abgelassen, durch entweder hydraulisches oder mechanisches Zurückführen von Druckfluid durch Ablaßventilführungen in das Reservoir.
Hieraus wird ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine wesentliche Verbesserung der Verwendbarkeit von Hydraulikpreßwerkzeugen mit unbegrenzt drehbaren Formköpfen darstellt.

Claims

1. Hydraulisches Preßwerkzeug (10), umfassend:

einen Formkopf (12),

ein Pumpengehäuse (14),

Betätigungshandgriffe (16, 17) und

Mittel (96a, 96b, 97, 98, 99, 100) zum Sichern des Formkopfs (12) und des Pumpengehäuses (14) gegen Axialbewegung bezüglich einander während Aufnahme von Drehung des Kopfs (12) bezüglich des Pumpengehäuses(14),

wobei der Formkopf einen oberen Backen (22) zur Aufnahme und Halterung einer ersten Preßform (26a), eine an dem Formkopf (12) befestigte Nabe (40) und eine von der Nabe (40) aufgenommene Kolben- (34) und Zylinder- (44) Anordung (34, 42) aufweist,

wobei der Kolben (34) in den Zylinder (44) eingesetzt ist und einen Stößelkopf (76) zur Aufnahme einer zweiten Preßform (26b) aufweist, die mit der ersten Preßform (26a) zum Verpressen von Werkstücken zusammenwirkt, der Kolben einen Innenraum (70) zur Aufnahme von Druckfluid zum Vorschub des Kolbens (34) während des Preßvorgangs aufweist,

der Zylinder (44) eine offene Zylinderbodenwand (84) mit einer Öffnung (86) aufweist, um Hydraulikfluid in den Innenraum (70) des Kolbens (34) zu leiten,

wobei ein Durchgang (88) durch das Pumpengehäuse (14) in die Öffnung (86) der Zylinderbodenwand (84) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (34) und Zylinder (44) Anordnung (34, 42) an der Nabe (40) gegen Relativdrehung gesichert ist,

daß das Pumpengehäuse (14) eine obere Fläche (94) zur Aufnahme der Zylinderbodenwand (84) aufweist, die eine Drehgrenze (95) zwischen dem Formkopf (12) und dem Pumpengehäuse (14) bildet, wodurch der Formkopf (12) und das Pumpengehäuse (14) zur Drehung bezüglich einander angebracht sind, der Durchgang (88) ein Grenzdurchgang (88) ist, der über die Drehgrenze (95) verläuft, daß die Mittel (96a, 96b, 97, 98, 99, 100) zum Sichern des Formkopfs (12) und des Pumpengehäuses (14) gegen Axialbewegung bezüglich einander während Aufnahme von Drehung des Kopfs (12) bezüglich des Pumpengehäuses(14) zwischen dem Zylinder (44) und dem Pumpengehäuse (14) angeordnet ist und

daß der Kolbenstößel (34), der Zylinder (44), die Öffnung (86) und der Grenzdurchgang (88) entlang der Drehachse (X', X") des Formkkopfs (12) ausgerichtet sind.

2. Preßwerkzeug (10) nach Anspruch 1, in dem das Sicherungsmittel gegenüberstehende koplanare Nuten (96a, 96b) in der Zylinderbodenwand (84) und der Drehgrenze (95) des Pumpengehäuses (14) aufweist, wobei die Nuten (96a, 96b) entlang der Drehachse und eines Kragens(98) in den Nuten (96a, 96b) zentriert sind.

3. Preßwerkzeug (10) nach Anspruch 2, das weiter Mittel (99) zum Entfernen des Kragens (98) aus den Nuten (96a, 96b) aufweist.

4. Preßwerkzeug (10) nach Anspruch 1, das weiter ein Druckablaßventil (134) umfaßt, und in dem der Grenzdurchgang (88) umfaßt ein Kanalteil (106, 108) entlang der Drehachse, einen Haltering (126) an der Drehgrenze (95), der das Kanalteil (106, 108) gegen Bewegung entlang der Achse sichert, ein Einwegventilmittel (114) in dem Kanalteil (106, 108), welches Druckfluid an die Unterseite des Kolbens (34) gelangen läßt, Mittel (128, 130) zum Dichten des Kanalteils (106, 108) über die Drehgrenze (95) und Mittel (132) zur Verbindung von Druckfluid zwischen dem Kanalteil (106, 108) und dem Ablaßventil (134).