EP1230998A2 - Method of automatically controling electro-hydraulic handtools and assembly therefor - Google Patents

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EP1230998A2
EP1230998A2 EP02000190A EP02000190A EP1230998A2 EP 1230998 A2 EP1230998 A2 EP 1230998A2 EP 02000190 A EP02000190 A EP 02000190A EP 02000190 A EP02000190 A EP 02000190A EP 1230998 A2 EP1230998 A2 EP 1230998A2
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EP
European Patent Office
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current
microprocessor
arrangement according
motor
assigned
Prior art date
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EP02000190A
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EP1230998A3 (en
EP1230998B1 (en
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Gerhard Goldbach
Ralph Langholz
Manfred Waltersdorf
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Rothenberger AG
Original Assignee
Rothenberger AG
Rothenberger Werkzeuge AG
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Application filed by Rothenberger AG, Rothenberger Werkzeuge AG filed Critical Rothenberger AG
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Publication of EP1230998A3 publication Critical patent/EP1230998A3/en
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for the automatic control of electro-hydraulic hand tools according to the generic term of Claim 1 and an arrangement here for according to the preamble of Claim 3.
  • DE 21 36 782 C2 is a pneumatically or hydraulically driven Hand tool with a working piston and a press head known for making pipe connections.
  • the working piston will after each pressing process by a return spring in the starting position led back.
  • the generation and control of pressure medium is not Part of the hand tool and also not described.
  • US-A-2 254 613 describes a hydraulic press with a hand pump, known with a working piston and a press head, in which the working piston also after each pressing process by its return spring is returned to the starting position.
  • the return movement is carried out automatically by a bypass in the end arranged and pilot operated pressure relief valve that has a cone tip and has a downstream larger valve plate, which after the opening the cone tip takes effect. This will get the valve on Hysteresis behavior, i.e., even with decreasing pressure, the Hydraulic fluid kept open.
  • the hand press also has one Emergency release button. An electrical or electronic control of the Hydraulic system is neither intended nor because of the hand pump possible.
  • DE 195 35 691 C1 from the same applicant is an electro-hydraulic one Hand tool known that also a piston owns and is intended for attaching a press head. there the working piston is also replaced after each pressing process Return spring returned to the starting position. The return movement takes place until. End automatically by means of a bypass Valve system. An electrical or electronic control of the Hydraulic system is not provided. Rather, there is a hydraulic-mechanical Locking of the operating switch until termination of the pressing process. A press head for this is in DE 44 46 504 C1 described.
  • JP 11198058 A makes it purely electrical powered tool for making beads known the course monitor the motor current by a current sensor. At the exceeding a specified value for the motor current is a Microcomputer started with a timer. When exceeding two seconds and a smaller increase in the motor current lights up an LED to indicate to the operator that the pressing process is finished. Neither is monitoring the response of one (not disclosed) pressure relief valve by current measurement still discloses the automatic engine shutdown after falling below a saved lower current value.
  • the invention is based on the object of a hand tool of the genus described above, in which the Pump motor at least essentially due to the pressure curve in the Hydraulic system is controlled.
  • the task at hand is fully met solved, in particular a hand tool of the type described Specified genus in which the pump motor at least essentially is controlled by the pressure curve in the hydraulic system.
  • the Invention is based on the consideration that the motor current of the pump motor a sufficiently accurate or proportional representation of the pressure curve in the hydraulic system and thus the development of forces during the work process and that this property after conversion of the motor current in electrical or electronic signals for control and monitoring the work process by a microprocessor with data storage and storage locations for predeterminable and possibly changeable setpoints and Operating parameters can be used.
  • the signal evaluation can be done in Connection with stored time-dependent signals and process parameters be further developed. Further advantages are in the detailed description specified.
  • Figure 1 is a drive cylinder 1 with a one-sided working piston 2 shown, which is acted upon by a return spring 3 and has a piston rod 4.
  • This piston rod can e.g. with spreading rollers for an exchangeable press head, not shown here be provided, as for the radial pressing of pipe couplings is used.
  • the hand tool has a pump 5 which is in a delivery line 6 is arranged between a tank 7 and the drive cylinder 1, and a return line 8 provided as a bypass, which connects the drive cylinder 1 connects to the tank 7 and in the a pilot-operated pressure relief valve 9 is arranged with hysteresis.
  • the interpretation and Adjustment of the pressure relief valve 9 (spring / valve surface) must in any case be such that the valve does not reach the predetermined maximum Press force opens (safety of the press connection).
  • the dependencies are et al the following: 1. On the deformation resistance (depending on the pipe material, Pipe pairing and pipe diameter) and 2. of the hydraulic fluid in connection with flow cross sections, viscosity and temperature.
  • the pressure relief valve 9 is designed in the direction that with the hand tool e.g. by exchanging the press head pipe connections with different diameters (e.g. from 16 to 54 mm Diameter) can be produced, the interpretation of the largest possible diameter of the pipe connection in addition one Security surcharge corresponds. In all cases, the pressure increases at the end of a pressing process in that the press jaws of the press head meet each other. This is also the case with press heads for tube diameters at the bottom of the range above. the Pressure relief valve 9 is still an emergency release lever, not shown here assigned, with which the valve can be opened by hand at any time.
  • Check valves 10 and 11 are provided on both sides of the pump 5.
  • the hydraulic part of the arrangement is e.g. in US-A-2,254,613 described, but in connection with a hand pump.
  • the pump 5 is powered by an electric pump motor 12 driven, in its supply line 13 as a semiconductor switch (e.g. MOS) trained circuit breaker 14 is arranged, through which the pump motor 12 depending on current and time by a Microprocessor 15 is controlled.
  • a current sensor 16 is arranged, the output the microprocessor 15 via a line 17 for comparison with at least a stored setpoint for the motor current is applied.
  • the associated output of the microprocessor 15 is the circuit breaker 14 connected via a line 18.
  • the Electronic control is based on two principles, namely a) current dependent and b) time dependent.
  • the current sensor 16 detects the Current consumption "i" of the motor and thereby the pressing force "K".
  • the pressing force is approximately proportional to the current consumption.
  • the current draw is also roughly proportional to the hydraulic pressure "P" (see also Figure 2).
  • the microprocessor has a data memory designed as an EEPROM 19 with at least one memory location for a setpoint for the Motor current and with at least two additional storage locations for one minimum and a maximum duty cycle of the pump motor 12 assigned.
  • the operating programs and are also in this data memory Setpoints for pressures and time values are stored, which is based on the following Figure 2 is explained in more detail.
  • the arrangement also has a power source 20, which acts as a power supply, Mains connection, but is preferably designed as an accumulator. Between this current source 20 for the motor current and the microprocessor 15 is a voltage sensor 21 for measuring the voltage the current source 20 is arranged, and the voltage sensor 21 is closed Control purposes the microprocessor 15 connected via a line 22.
  • the control serves among other things the state of charge of the battery or Mains voltage so that malfunctions are switched off. Becomes for example a comparison value for stored in the data memory 19 the voltage falls below, then the pump motor is immediately again turned off because the capacity is no longer for proper Pressing process is sufficient.
  • the microprocessor 15 is an analog-to-digital converter 24 assigned to which the outputs of the current sensor 16 and Voltage sensor 21 are connected.
  • the microprocessor 15 has four switches 25 connected in parallel activated for position-independent operation of the hand tool, e.g. for operation with the right or left hand and / or for the Operation of the device in different spatial positions due to confined spaces Space can be limited when working.
  • a signal device 26 for the respective Operating state of the hand tool connected which preferably is designed as a multi-color display, for example as a two-color LED with the primary colors red and yellow, which when mixed into one lead orange signal, which is explained in more detail below.
  • the microprocessor 15 also has internal data storage for the Operating history of the hand tool and an interface 27 for the Querying the saved operating history via an infrared transmitter 28.
  • the data storage designed as counters are with each work process incremented.
  • a total counter counts all work processes since the manufacture of the device.
  • a maintenance counter ensures compliance with the necessary maintenance cycles. Does this counter e.g. 10,000 operations registered, the signaling device 26 flashes after each work process "yellow" five times to indicate to the operator that an inspection is due. This state remains until the maintenance counter by a handheld terminal via the interface 27 back to zero is set.
  • about the infrared transmitter 28 can also by means of the handheld terminal all values stored in the data memories are read out and edited become. This affects not only the meter readings, but also the saved ones Parameters that adjust the entire device mechanics, enable including the motor and the power storage to the electronics. After charging the device, it works fully automatically.
  • FIG. 2 now shows curve representations of the current profiles "i" of various operating states over time "t".
  • the pump motor is switched on via the power switch 14 at time t1.
  • a corresponding starting current i anl immediately arises , which drops rapidly to an idling current i empty , which is represented by the curve section K1.
  • the time period ⁇ t between t1 and t2 is stored as a blocking time and is, for example, 400 ms. If the switch is pressed for less than ⁇ t, the motor is switched off again immediately to prevent accidental operations from initiating a work process.
  • switches 25 are blocked; she can be released.
  • Another Locking time of a similar duration can be prevented from the electronics the starting current peak is recorded and saved.
  • the voltage of the accumulator (as current source 20) is measured.
  • a five red flashing of the signaling device 26 is a sign that the accumulator is discharged.
  • the engine idling current i empty is also measured and stored once. This value is used to detect the actuation of the EMERGENCY release lever (not shown).
  • the engine is switched off again, and the signaling device 26 shows an erroneous flashing of orange five times Operation, for example that a machine defect is present or no work tool, e.g. a press head, was used, or that the EMERGENCY release lever was actuated immediately after starting.
  • Figure 2 shows the following: If the pump motor open after opening of the pressure relief valve 9 continue beyond t5, the pressure drops Motor current continues according to the dashed curve section K4 from, but only relatively slowly, which depends on the delivery rate of the pump 5 and is dependent on the flow resistance. By switching off the Motor at time t5, however, the motor current drops accordingly Curve section K5 steeply, and the working piston 2 is now under the Effect of the return spring 3 automatically much faster in its Starting position pushed back, the displaced amount of oil in the tank 7 is conveyed back and then the valve again closes.
  • a time t max is stored in the data memory 19 at which the device switches off completely, for example after 10 to 15 seconds.
  • the points in time or time segments ⁇ t (limited by t1 and t2) and t max are mainly to be stored in memory locations.
  • the times t3, t4 and t5 result from the course of the pressure curve in FIG. 2, and this curve can be longer or shorter in the direction of the abscissa, depending on the deformation properties of the workpiece, for example a pipe connection, and the flow resistance in the hydraulic system the viscosity of the hydraulic fluid, which in turn depends on the temperature, etc.
  • the point in time t3 can only be preferably determined, since it is the point in time for an emergency triggering.
  • the time t4 arises from the response of the (adjustable) pressure relief valve 9 at maximum pressure, represented by the upper limit current value i max , and the time t5 arises when the value falls below a preset, stored limit current value i stop , which is necessarily less than the upper limit current value i max at Response of the valve.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
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Abstract

The control method uses a microprocessor (15) for controlling a pump motor (12) for a hydraulic pump (5) supplying the drive cylinder of the electro-hydraulic handtool, with detection of the pump motor current and the current drop after opening an over-pressure valve (9) inserted in the hydraulic fluid return flow path. The pump motor current is disconnected after the motor current drops below a stored current value, via a load switch (14). An Independent claim for an automatic control device for an electro-hydraulic handtool is also included.

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.The invention relates to a method for the automatic control of electro-hydraulic hand tools according to the generic term of Claim 1 and an arrangement here for according to the preamble of Claim 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 gemeinsam nur schwer zu erfüllen. Zudem steigen die Anforderungen an Kontrollmöglichkeiten der Arbeitsvorgänge und der Funktion der Werkzeuge ggf. auch im Zusammenhang mit Wartungs-, Inspektions- und Garantiebestimmungen.For numerous machining operations on workpieces, in particular when connecting pipes in the heating and sanitary area, it is necessary to adhere to a time and force curve that is as precise as possible. On the one hand, the maximum force must be sufficiently high to ensure a safe Work result, e.g. to achieve a permanently tight pipe connection, on the other hand, the maximum force must not be the strength of the workpiece still exceed that of the tool. These demands are common difficult to meet. In addition, the requirements for control options are increasing the work processes and the function of the tools if necessary also in connection with maintenance, inspection and guarantee regulations.

Durch die DE 21 36 782 C2 ist ein pneumatisch oder hydraulisch angetriebenes 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.DE 21 36 782 C2 is a pneumatically or hydraulically driven Hand tool with a working piston and a press head known for making pipe connections. The working piston will after each pressing process by a return spring in the starting position led back. However, the generation and control of pressure medium is not Part of the hand tool and also not described.

Durch die US-A-2 254 613 ist eine hydraulische Presse mit einer Handpumpe, mit einem Arbeitskolben und einem Pressenkopf bekannt, bei der der Arbeitskolben gleichfalls nach jedem Pressvorgang durch seine Rückstellfeder in die Ausgangslage zurück geführt wird. Die Rückstellbewegung 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.US-A-2 254 613 describes a hydraulic press with a hand pump, known with a working piston and a press head, in which the working piston also after each pressing process by its return spring is returned to the starting position. The return movement is carried out automatically by a bypass in the end arranged and pilot operated pressure relief valve that has a cone tip and has a downstream larger valve plate, which after the opening the cone tip takes effect. This will get the valve on Hysteresis behavior, i.e., even with decreasing pressure, the Hydraulic fluid kept open. The hand press also has one Emergency release button. An electrical or electronic control of the Hydraulic system is neither intended nor because of the hand pump possible.

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 Rückstellbewegung erfolgt bis zum. Ende automatisch durch ein in einem Bypass angeordnetes Ventilsystem. Eine elektrische oder elektronische Steuerung des Hydrauliksystems ist nicht vorgesehen. Vielmehr erfolgt eine hydraulisch-mechanische Verriegelung des Betriebsschalters bis zur Beendigung des Pressvorgangs. Ein Pressenkopf hierfür ist in der DE 44 46 504 C1 beschrieben.DE 195 35 691 C1 from the same applicant is an electro-hydraulic one Hand tool known that also a piston owns and is intended for attaching a press head. there the working piston is also replaced after each pressing process Return spring returned to the starting position. The return movement takes place until. End automatically by means of a bypass Valve system. An electrical or electronic control of the Hydraulic system is not provided. Rather, there is a hydraulic-mechanical Locking of the operating switch until termination of the pressing process. A press head for this is in DE 44 46 504 C1 described.

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 Stromaufnahme 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.Due to the non-generic EP 0 445 084 A2, an electrical, non-hydraulic screwdriver known for expandable hollow dowels, the motor is switched off when the maximum current consumption is reached initiate and automatically reverse the direction of rotation. This is then the case when the current consumption is a predetermined, preset Value exceeds. Through a delay circuit ensures that the final state of bracketing or spreading is actually achieved.

Durch das DE 295 02 032.6 U1 ist es bei einem elektrohydraulisch angetriebenen Preßwerkzeug bekannt, den Elektromotor beim Erreichen eines vorgegebenen Preßdrucks abzuschalten, der indirekt durch Messung 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 Rohrverbindung 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.DE 295 02 032.6 U1 makes it electrohydraulic driven press tool known to reach the electric motor to switch off a predetermined baling pressure, indirectly by measurement the current consumption is determined. This is intended to help the user be enabled to visually determine whether the press jaws of the Press tool are really closed and the full Compression of a pipe connection is reached. There is a visual check but only possible if the user has the ergonomic position of the Machine operation leaves. Then the user has to change the direction of rotation of the motor manually switch over to the tool from the pipe joint to be able to lose weight. A pressure limitation through a hydraulic pressure relief valve and automatic tracking of the Motor current taking into account given current values are not intended. The lack of a pressure relief valve also means that the current drop after the response of such a valve and evaluate for control purposes.

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 unterschiedlichen Verformungskräfte unterschiedlicher Rohrverbindungen (Fließverhalten des Werkstoffs, Wanddicke und Durchmesser zu berücksichtigen. 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 Motorabschaltung. From EP 0 824 979 A1 it is known to insert a An electromagnetic displacement sensor in the form of a press head Provide distance sensor that the engine power when approaching the Press jaws automatically reduced to the kinetic energy of the Drive system after completing the empty stroke and before reaching it to reduce the end position of the press jaws and thereby the different Deformation forces of different pipe connections (Flow behavior of the material, wall thickness and diameter must be taken into account. In this way, despite complete compression of the Pipe connection an overload of the press jaws and premature Wear of bearings in the press head and its drive system be prevented. Automatic tracking of the motor current under Taking current values into account is not provided. Though a pressure relief valve is disclosed, but only for the purpose of limiting the final force, but not for checking and controlling the engine shutdown.

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.The abstract of JP 11198058 A makes it purely electrical powered tool for making beads known the course monitor the motor current by a current sensor. At the exceeding a specified value for the motor current is a Microcomputer started with a timer. When exceeding two seconds and a smaller increase in the motor current lights up an LED to indicate to the operator that the pressing process is finished. Neither is monitoring the response of one (not disclosed) pressure relief valve by current measurement still discloses the automatic engine shutdown after falling below a saved lower current value.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Handwerkzeug der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, bei dem der Pumpenmotor zumindest im wesentlichen durch den Druckverlauf im Hydrauliksystem gesteuert wird.The invention is based on the object of a hand tool of the genus described above, in which the Pump motor at least essentially due to the pressure curve in the Hydraulic system is controlled.

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 Patentanspruchs 3.The task is solved in the process according to Preamble of claim 1 by the features in the license plate of claim 1 and in the arrangement according to the preamble of Claim 3 by the features in the characterizing part of the claim Third

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 wesentlichen durch den Druckverlauf im Hydrauliksystem gesteuert wird. Die Erfindung beruht auf der überlegung, daß der Motorstrom des Pumpenmotors ein ausreichend genaues bzw. proportionales Abbild des Druckverlaufs im Hydrauliksystem und damit des Kräfteverlaufs beim Arbeitsvorgang 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 Prozeßparametern weiter ausgestaltet werden. Weitere Vorteile sind in der Detailbeschreibung angegeben.With these solutions, the task at hand is fully met solved, in particular a hand tool of the type described Specified genus in which the pump motor at least essentially is controlled by the pressure curve in the hydraulic system. The Invention is based on the consideration that the motor current of the pump motor a sufficiently accurate or proportional representation of the pressure curve in the hydraulic system and thus the development of forces during the work process and that this property after conversion of the motor current in electrical or electronic signals for control and monitoring the work process by a microprocessor with data storage and storage locations for predeterminable and possibly changeable setpoints and Operating parameters can be used. The signal evaluation can be done in Connection with stored time-dependent signals and process parameters be further developed. Further advantages are in the detailed description specified.

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

  • das Einleiten des Arbeitsvorganges durch eine gespeicherte Sperrzeit verzögert wird und wenn die gesamte Einschaltdauer des Motorstromes durch einen gespeicherten Maximalzeitwert begrenzt wird.
In the course of a further embodiment of the method, it is particularly advantageous if - either individually or in combination -:
  • the initiation of the work process is delayed by a stored blocking time and when the total duty cycle of the motor current is limited by a stored maximum time value.

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 Spannungsregler für die Betriebsspannung des Mikroprozessors angeordnet ist,
  • dem Mikroprozessor ein Analog-Digital-Wandler zugeordnet ist, dem die Ausgänge des Stromsensors und des Spannungssensors aufgeschaltet sind,
  • dem Mikroprozessor in Parallelschaltung mindestens zwei Schalter für die lageunabhängige Bedienung des Handwerkzeugs aufgeschaltet 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 Betriebshistorie des Handwerkzeugs zugeordnet ist,
  • dem Mikroprozessor eine Schnittstelle für die Abfrage der Betriebshistorie zugeordnet ist,
  • dem Mikroprozessor mindestens ein Wartungszähler für die Speicherung 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 ausgeschaltet wird, wenn der Minimalwert für den Motorstrom nicht innerhalb der Leerlaufzeit überschritten wird.
In the course of further refinements of the arrangement, it is particularly advantageous if - either individually or in combination -:
  • a voltage sensor for measuring the voltage of the current source is arranged between a current source for the motor current and if the voltage sensor is connected to the microprocessor,
  • a voltage regulator for the operating voltage of the microprocessor is arranged between the voltage sensor and the microprocessor,
  • the microprocessor is assigned an analog-digital converter to which the outputs of the current sensor and the voltage sensor are connected,
  • the microprocessor has at least two switches connected in parallel for the position-independent operation of the hand tool,
  • the switches can be blocked after the blocking time has expired,
  • the microprocessor is assigned a signal device for displaying the operating state of the hand tool,
  • the signaling device is designed as a flashing multiple color display,
  • the microprocessor is assigned at least one data memory for the operating history of the hand tool,
  • an interface for querying the operating history is assigned to the microprocessor,
  • the microprocessor is assigned at least one maintenance counter for storing and displaying maintenance intervals and inspection times for the hand tool,
  • an infrared transmitter is assigned to the interface, and / or if
  • a maximum idle time for the pump motor and a minimum value for the motor current are stored in the data memory, and if the arrangement is such that the pump motor is switched off again if the minimum value for the motor current is not exceeded within the idle time.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindunggegenstandes und seine Funktionsweise werden nachfolgend anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert.An embodiment of the subject of the invention and its operation are explained below with reference to Figures 1 and 2.

Es zeigen:

Figur 1
ein Schaltbild einer Anordnung zum Steuern von elektro-hydraulischen Handwerkzeugen zum Herstellen von Rohrverbindungen durch plastische Verformung von Rohrwerkstoffen,
Figur 2
Kurvendarstellungen der Stromverläufe bei verschiedenen Betriebszuständen über der Zeit.
Show it:
Figure 1
1 shows a circuit diagram of an arrangement for controlling electro-hydraulic hand tools for producing pipe connections by plastic deformation of pipe materials,
Figure 2
Curve representations of the current curves in different operating states over time.

In Figur 1 ist ein Antriebszylinder 1 mit einem einseitig wirkenden Arbeitskolben 2 dargestellt, der von einer Rückstellfeder 3 beaufschlagt ist und eine Kolbenstange 4 aufweist. Diese Kolbenstange kann z.B. mit Spreizrollen für einen hier nicht dargestellten, austauschbaren Pressenkopf versehen sein, wie er für das radiale Verpressen von Rohrkupplungen verwendet wird. Ein solcher Pressenopf in der der DE 44 46 504 C1 offenbart.In Figure 1 is a drive cylinder 1 with a one-sided working piston 2 shown, which is acted upon by a return spring 3 and has a piston rod 4. This piston rod can e.g. with spreading rollers for an exchangeable press head, not shown here be provided, as for the radial pressing of pipe couplings is used. Such a press pot in DE 44 46 504 C1 disclosed.

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 Antriebszylinder 1 mit dem Tank 7 verbindet und in der ein vorgesteuertes überdruckventil 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.The hand tool has a pump 5 which is in a delivery line 6 is arranged between a tank 7 and the drive cylinder 1, and a return line 8 provided as a bypass, which connects the drive cylinder 1 connects to the tank 7 and in the a pilot-operated pressure relief valve 9 is arranged with hysteresis. The interpretation and Adjustment of the pressure relief valve 9 (spring / valve surface) must in any case be such that the valve does not reach the predetermined maximum Press force opens (safety of the press connection). The dependencies are et al the following: 1. On the deformation resistance (depending on the pipe material, Pipe pairing and pipe diameter) and 2. of the hydraulic fluid in connection with flow cross sections, viscosity and temperature.

Die Auslegung des überdruckventils 9 erfolgt in der Richtung, daß mit dem Handwerkzeug z.B. durch Austausch des Pressenkopfes Rohrverbindungen 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 Pressenkopfes aufeinander treffen. Dies ist auch bei Pressenköpfen für Rohrdurchmesser 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.The pressure relief valve 9 is designed in the direction that with the hand tool e.g. by exchanging the press head pipe connections with different diameters (e.g. from 16 to 54 mm Diameter) can be produced, the interpretation of the largest possible diameter of the pipe connection in addition one Security surcharge corresponds. In all cases, the pressure increases at the end of a pressing process in that the press jaws of the press head meet each other. This is also the case with press heads for tube diameters at the bottom of the range above. the Pressure relief valve 9 is still an emergency release lever, not shown here assigned, with which the valve can be opened by hand at any time.

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.Check valves 10 and 11 are provided on both sides of the pump 5. The hydraulic part of the arrangement is e.g. in US-A-2,254,613 described, but in connection with a hand pump.

Im vorliegenden Fall wird die Pumpe 5 durch einen elektrischen Pumpenmotor 12 angetrieben, in dessen Versorgungsleitung 13 ein als Halbleiterschalter (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 mindestens einem gespeicherten Sollwert für den Motorstrom aufgeschaltet ist. Der zugehörige Ausgang des Mikroprozessors 15 ist dem Leistungsschalter 14 über eine Leitung 18 aufgeschaltet.In the present case, the pump 5 is powered by an electric pump motor 12 driven, in its supply line 13 as a semiconductor switch (e.g. MOS) trained circuit breaker 14 is arranged, through which the pump motor 12 depending on current and time by a Microprocessor 15 is controlled. In the supply line 13 of the Pump motor 12, a current sensor 16 is arranged, the output the microprocessor 15 via a line 17 for comparison with at least a stored setpoint for the motor current is applied. The associated output of the microprocessor 15 is the circuit breaker 14 connected via a line 18.

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 Preßkraft ist in etwa proportional der Stromaufnahme. Die Stromaufnahme ist auch in etwa proportional dem hydraulischen Druck "P" (siehe hierzu auch Figur 2).Electronic control is based on two principles, namely a) current dependent and b) time dependent. The current sensor 16 detects the Current consumption "i" of the motor and thereby the pressing force "K". The pressing force is approximately proportional to the current consumption. The current draw is also roughly proportional to the hydraulic pressure "P" (see also Figure 2).

Hierfür ist dem Mikroprozessor ein als EEPROM ausgebildeter Datenspeicher 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 zugeordnet. In diesem Datenspeicher sind auch die Betriebsprogramme und Sollwerte für Drücke und Zeitwerte abgelegt, was nachfolgend anhand der Figur 2 noch näher erläutert wird.For this purpose, the microprocessor has a data memory designed as an EEPROM 19 with at least one memory location for a setpoint for the Motor current and with at least two additional storage locations for one minimum and a maximum duty cycle of the pump motor 12 assigned. The operating programs and are also in this data memory Setpoints for pressures and time values are stored, which is based on the following Figure 2 is explained in more detail.

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 Mikroprozessor 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 aufgeschaltet. 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.The arrangement also has a power source 20, which acts as a power supply, Mains connection, but is preferably designed as an accumulator. Between this current source 20 for the motor current and the microprocessor 15 is a voltage sensor 21 for measuring the voltage the current source 20 is arranged, and the voltage sensor 21 is closed Control purposes the microprocessor 15 connected via a line 22. The control serves among other things the state of charge of the battery or Mains voltage so that malfunctions are switched off. Becomes for example a comparison value for stored in the data memory 19 the voltage falls below, then the pump motor is immediately again turned off because the capacity is no longer for proper Pressing process is sufficient.

Weiterhin ist zwischen dem Spannungssensor 21 und dem Mikroprozessor 15 ein Spannungsregler 23 für die Betriebsspannung des Mikroprozessors 15 angeordnet. Dem Mikroprozessor 15 ist ein Analog-Digital-Wandler 24 zugeordnet, dem die Ausgänge des Stromsensors 16 und des Spannungssensors 21 aufgeschaltet sind.Furthermore, between the voltage sensor 21 and the microprocessor 15 a voltage regulator 23 for the operating voltage of the microprocessor 15 arranged. The microprocessor 15 is an analog-to-digital converter 24 assigned to which the outputs of the current sensor 16 and Voltage sensor 21 are connected.

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.Furthermore, the microprocessor 15 has four switches 25 connected in parallel activated for position-independent operation of the hand tool, e.g. for operation with the right or left hand and / or for the Operation of the device in different spatial positions due to confined spaces Space can be limited when working.

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.To the microprocessor 15 is a signal device 26 for the respective Operating state of the hand tool connected, which preferably is designed as a multi-color display, for example as a two-color LED with the primary colors red and yellow, which when mixed into one lead orange signal, which is explained in more detail below.

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 Arbeitsvorgang 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 Inspektion fällig ist. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis der Wartungszähler durch ein Handterminal über die Schnittstelle 27 wieder auf Null gesetzt wird.The microprocessor 15 also has internal data storage for the Operating history of the hand tool and an interface 27 for the Querying the saved operating history via an infrared transmitter 28. The data storage designed as counters are with each work process incremented. A total counter counts all work processes since the manufacture of the device. A maintenance counter ensures compliance with the necessary maintenance cycles. Does this counter e.g. 10,000 operations registered, the signaling device 26 flashes after each work process "yellow" five times to indicate to the operator that an inspection is due. This state remains until the maintenance counter by a handheld terminal via the interface 27 back to zero is set.

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 gespeicherten Parameter, die eine Anpassung der gesamten Geräte-Mechanik, inklusive des Motors und des Stromspeichers an die Elektronik ermöglichen. Nach dem Laden des Geräts funktioniert dieses voll automatisch.About the infrared transmitter 28 can also by means of the handheld terminal all values stored in the data memories are read out and edited become. This affects not only the meter readings, but also the saved ones Parameters that adjust the entire device mechanics, enable including the motor and the power storage to the electronics. After charging the device, it works fully automatically.

Die Figur 2 zeigt nun Kurvendarstellungen der Stromverläufe "i" verschiedener 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 ianl ein, der rasch bis auf einen Leerlaufstrom ileer 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.FIG. 2 now shows curve representations of the current profiles "i" of various operating states over time "t". By pressing one of the switches 25, the pump motor is switched on via the power switch 14 at time t1. In this case, a corresponding starting current i anl immediately arises , which drops rapidly to an idling current i empty , which is represented by the curve section K1. The time period Δt between t1 and t2 is stored as a blocking time and is, for example, 400 ms. If the switch is pressed for less than Δt, the motor is switched off again immediately to prevent accidental operations from initiating a work process.

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.Furthermore, it is due to a brief pressure on one of the switches 25 possible to initiate the infrared query without an operation to have to execute. Beyond t2, switches 25 are blocked; she can be released. By saving another Locking time of a similar duration can be prevented from the electronics the starting current peak is recorded and saved.

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-Leerlaufstrom ileer wird einmalig gemessen und abgespeichert. Dieser Wert dient zur Detektierung der Betätigung des (nicht gezeigten) NOT-Auslösehebels.Then the voltage of the accumulator (as current source 20) is measured. A five red flashing of the signaling device 26 is a sign that the accumulator is discharged. The engine idling current i empty is also measured and stored once. This value is used to detect the actuation of the EMERGENCY release lever (not shown).

Wiederum anschließend wird die Messung des Motorstromes fortgesetzt. Then again the measurement of the motor current is continued.

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 Signaleinrichtung 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.If the idle time stored in the data memory 19 Motor current not by a difference amount also stored rise, the engine is switched off again, and the signaling device 26 shows an erroneous flashing of orange five times Operation, for example that a machine defect is present or no work tool, e.g. a press head, was used, or that the EMERGENCY release lever was actuated immediately after starting.

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 Figur 2 durch den Kurvenabschnitt K2 dargestellt. Die Stromaufnahme imax zum Zeitpunkt t4 wird durch das bereits beschriebene kraftabhängige öffnen des überdruckventils 9 vorgegeben.If the motor current continues to rise, the work process is continued, that is to say in the case of a pressing process the press jaws close as the motor current increases further. After the press jaws rest on the workpiece, a metal pipe or a pipe coupling, the actual pressing process begins, whereby the current strength increases significantly. This is shown in Figure 2 by the curve section K2. The current consumption i max at time t4 is predetermined by the previously described force-dependent opening of the pressure relief valve 9.

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.From a limit current stored in the data memory 19, this becomes Time t4 response of the pressure relief valve 9 and thus that The current in the curve section K3 no longer drops as an actuation interpreted the emergency release, but as a proper opening of the valve after a successful operation, the for example at 12 to 18 A motor current has ended.

Unterschreitet der Motorstrom zum Zeitpunkt t5 eine gleichfalls im Datenspeicher 19 abgelegte Grenzstromstärke istop, 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.If the motor current falls below a limit current i stop also stored in the data memory 19 at the time t5, the pump motor 12 is switched off by the electronics and thus the current consumption is reduced to a quiescent current consumption of a few microamps, in which no work process is triggered.

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".Is during a work process at time t3 below the the above limit current, the emergency release by manually opening the pressure relief valve 9 initiated, the current drops accordingly Curve section K6, and the pump motor 12 is below the stored idle current plus a safety surcharge off. In this case too, the signal device 26 flashes This process is displayed "orange" five times.

Figur 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.Figure 2 shows the following: Would the pump motor open after opening of the pressure relief valve 9 continue beyond t5, the pressure drops Motor current continues according to the dashed curve section K4 from, but only relatively slowly, which depends on the delivery rate of the pump 5 and is dependent on the flow resistance. By switching off the Motor at time t5, however, the motor current drops accordingly Curve section K5 steeply, and the working piston 2 is now under the Effect of the return spring 3 automatically much faster in its Starting position pushed back, the displaced amount of oil in the tank 7 is conveyed back and then the valve again closes.

Um jedoch den Pumpenmotor bei Fehlfunktionen nicht endlos weiter laufen zu lassen, ist im Datenspeicher 19 ein Zeitpunkt tmax abgelegt, bei dem das Gerät vollständig abschaltet, bespielsweise nach 10 bis 15 Sekunden.However, in order not to keep the pump motor running endlessly in the event of malfunctions, a time t max is stored in the data memory 19 at which the device switches off completely, for example after 10 to 15 seconds.

In Speicherplätze einzuspeichern sind vorwiegend die Zeitpunkte oder Zeitabschnitte Δt (begrenzt durch t1 und t2) und tmax. Die Zeitpunkte t3, t4 und t5 ergeben sich aus dem Verlauf der Druckkurve in Figur 2, und diese Kurve kann in Richtung der Abszisse länger oder kürzer ausfallen, je nach den Verformungseigenschaften des Werkstücks, z.B. einer Rohrverbindung, den Strömungswiderständen im hydraulischen System, bedingt durch die Viskosität des Hydraulikfluids, die wiederum von der Temperatur abhängig ist, etc. Der Zeitpunkt t3 ist nur vorzugsweise festzulegen, da es sich um den Zeitpunkt für eine Notauslösung handelt. Der Zeitpunkt t4 entsteht durch das Ansprechen des (einstellbaren) überdruckventils 9 beim Maximaldruck, repräsentiert durch den oberen Grenzstromwert imax, und der Zeitpunkt t5 entsteht beim Unterschreiten eines vorgegebenen, eingespeicherten Grenzstromwertes istop, der notwendigerweise kleiner ist als der obere Grenzstromwert imax beim Ansprechen des Ventils. The points in time or time segments Δt (limited by t1 and t2) and t max are mainly to be stored in memory locations. The times t3, t4 and t5 result from the course of the pressure curve in FIG. 2, and this curve can be longer or shorter in the direction of the abscissa, depending on the deformation properties of the workpiece, for example a pipe connection, and the flow resistance in the hydraulic system the viscosity of the hydraulic fluid, which in turn depends on the temperature, etc. The point in time t3 can only be preferably determined, since it is the point in time for an emergency triggering. The time t4 arises from the response of the (adjustable) pressure relief valve 9 at maximum pressure, represented by the upper limit current value i max , and the time t5 arises when the value falls below a preset, stored limit current value i stop , which is necessarily less than the upper limit current value i max at Response of the valve.

Bezugszeichenliste :Reference symbol list:

11
Antriebszylinderdrive cylinder
22
Arbeitskolbenworking piston
33
RückstellfederReturn spring
44
Kolbenstangepiston rod
55
Pumpepump
66
Förderleitungdelivery line
77
Tanktank
88th
Rückströmleitungbackflow
99
überdruckventilpressure relief valve
1010
Rückschlagventilcheck valve
1111
Rückschlagventilcheck valve
1212
Pumpenmotorpump motor
1313
Versorgungsleitungsupply line
1414
Leistungsschalterbreakers
1515
Mikroprozessormicroprocessor
1616
Stromsensorcurrent sensor
1717
Leitungmanagement
1818
Leitungmanagement
1919
Datenspeicherdata storage
2020
Stromquellepower source
2121
Spannungssensorvoltage sensor
2222
Leitungmanagement
2323
Spannungsreglervoltage regulators
2424
Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
2525
Schalterswitch
2626
Signaleinrichtungsignaling device
2727
Schnittstelleinterface
2828
Infrarot-ÜbertragerInfrared transmitter
ii
Stromaufnahmecurrent consumption
imax, istop i max , i stop
GrenzstromwerteLimiting current values
ianl i anl
Anlaufstrom starting current
ileer i empty
LeerlaufstromNo-load current
t1, t2, t3, t4, t5, tmax t1, t2, t3, t4, t5, t max
Zeitpunktetimings
Δt.delta.t
Zeitdauer, SperrzeitTime period, blocking period
KK
Preßkraftpressing force
K1, K2, K3, K4, K5, K6K1, K2, K3, K4, K5, K6
Kurvenabschnittecurve sections
PP
hydraulischer Druckhydraulic pressure

Claims (15)

Verfahren zum automatischen Steuern von elektro-hydraulischen Handwerkzeugen, insbesondere beim Herstellen von Rohrverbindungen durch plastische Verformung von Rohrwerkstoffen, wobei das Handwerkzeug einen Antriebszylinder (1) mit einem einseitig wirkenden 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 Hydraulikflüssigkeit 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 Leistungsschalter (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenmotor (12) derart stromabhängig durch einen Mikroprozessor (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 (istop) durch den Leistungsschalter (14) unterbrochen wird.Method for the automatic control of electro-hydraulic hand tools, in particular when making pipe connections by plastic deformation of pipe materials, the hand tool having a drive cylinder (1) with a one-sided working piston (2), which is relieved of pressure by a return spring (3) Starting position is pushed back, and for the drive of the drive cylinder (1) a pump (5) fed from a tank (7) and for the backflow of the hydraulic fluid to the tank (7) has a return flow line (8) in which a pilot-operated pressure relief valve ( 9) is arranged with a hysteresis effect, the pump (5) being driven by an electric pump motor (12), in the supply line (13) of which a circuit breaker (14) is arranged, characterized in that the pump motor (12) is so dependent on current by a Microprocessor (15) is controlled that the current consumption of the pump motor (12) and Current drop after opening the pressure relief valve (9) can be detected by the microprocessor (15) and that the motor current is interrupted by the circuit breaker (14) after falling below a stored current value (i stop ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einleiten des Arbeitsvorganges durch eine gespeicherte Sperrzeit (Δt) verzögert wird und daß die gesamte Einschaltdauer des Motorstromes durch einen gespeicherten Maximalzeitwert (tmax) begrenzt wird. Method according to Claim 1, characterized in that the initiation of the work process is delayed by a stored blocking time (Δt) and in that the total duration of the motor current is limited by a stored maximum time value (t max ). Anordnung zum automatischen Steuern von elektro-hydraulischen Handwerkzeugen, insbesondere zum Herstellen von Rohrverbindungen durch plastische Verformung von Rohrwerkstoffen, mit einem Antriebszylinder (1) mit einem einseitig wirkenden Arbeitskolben (2), der von einer Rückstellfeder (3) beaufschlagt ist und eine Kolbenstange (4) aufweist, mit einer Pumpe (5), die in einer Förderleitung (6) zwischen einem Tank (7) und dem Antriebszylinder (1) angeordnet ist, mit einer Rückströmleitung (8), die den Antriebszylinder (1) mit dem Tank (7) verbindet und in der ein vorgesteuertes überdruckventil (9) mit Hysteresewirkung angeordnet ist, und mit einem elektrischen 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 Schalter (25) zugeordnet ist, wobei a) in der elektrischen Versorgungsleitung (13) des Pumpenmotors (12) ein Stromsensor (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: c1) für eine Zeitdauer Δt als Sperrzeit für eine eventuelle Fehlbedienung, c2) für eine maximale Zeitdauer tmax für die Abschaltung bei einer Fehlfunktion des Geräts nach Betätigung des mindestens einen Schalters (25) sowie c3) für mindestens einen Grenzstromwert (istop) für die Abschaltung des Motorstroms, welcher Grenzstromwert (istop) niedriger ist als ein Grenzstromwert (imax) beim öffnen des überdruckventils. Arrangement for the automatic control of electro-hydraulic hand tools, in particular for producing pipe connections by plastic deformation of pipe materials, with a drive cylinder (1) with a one-sided working piston (2), which is acted upon by a return spring (3) and a piston rod (4 ), with a pump (5) which is arranged in a delivery line (6) between a tank (7) and the drive cylinder (1), with a return flow line (8) which connects the drive cylinder (1) with the tank (7 ) connects and in which a pilot operated pressure relief valve (9) with hysteresis effect is arranged, and with an electric pump motor (12), in whose supply line (13) a circuit breaker (14) is arranged, characterized in that the pump motor (5) is current-dependent a microprocessor (15) can be controlled, to which at least one manually operable switch (25) is assigned, wherein a) a current sensor (16) is arranged in the electrical supply line (13) of the pump motor (12), the output of which is connected to the microprocessor (15) for comparison with at least one stored setpoint for the motor current, b) the output of the microprocessor (15) is connected to the circuit breaker (14) in the supply line (13), and wherein c) the microprocessor (15) is assigned at least one data memory (19) in which memory locations are arranged, namely: c1) for a period of time Δt as a blocking time for a possible incorrect operation, c2) for a maximum period of time t max for switching off in the event of a malfunction of the device after actuation of the at least one switch (25) and c3) for at least one limit current value (i stop ) for switching off the motor current, which limit current value (i stop ) is lower than a limit current value (i max ) when the pressure relief valve is opened. 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.Arrangement according to Claim 3, characterized in that a voltage sensor (21) for measuring the voltage of the current source (20) is arranged between a current source (20) for the motor current and in that the voltage sensor (21) is connected to the microprocessor (15). Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannungssensor (21) und dem Mikroprozessor (15) ein Spannungsregler (23) für die Betriebsspannung des Mikroprozessors (15) angeordnet ist.Arrangement according to claim 4, characterized in that a voltage regulator (23) for the operating voltage of the microprocessor (15) is arranged between the voltage sensor (21) and the microprocessor (15). Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 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.Arrangement according to claims 3 and 4, characterized in that the microprocessor (15) is assigned an analog-digital converter (24) to which the outputs of the current sensor (16) and the voltage sensor (21) are connected. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) in Parallelschaltung mindestens zwei Schalter (25) für die lageunabhängige Bedienung des Handwerkzeugs aufgeschaltet sind.Arrangement according to claim 3, characterized in that at least two switches (25) are connected to the microprocessor (15) in parallel for the position-independent operation of the hand tool. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (25) nach Ablauf der Sperrzeit (Δt) blockierbar sind.Arrangement according to claim 7, characterized in that the switches (25) can be blocked after the blocking time (Δt) has expired. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis , dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) eine Signaleinrichtung (26) für die Anzeige des Betriebszustandes des Handwerkzeugs zugeordnet ist.Arrangement according to at least one of Claims 3 to, characterized in that the microprocessor (15) is assigned a signal device (26) for displaying the operating state of the hand tool. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleinrichtung (26) als blinkende Mehrfach-Farbanzeige ausgebildet ist. Arrangement according to claim 9, characterized in that the signal device (26) is designed as a flashing multi-color display. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) mindestens ein Datenspeicher für die Betriebshistorie des Handwerkzeugs zugeordnet ist.Arrangement according to claim 3, characterized in that the microprocessor (15) is assigned at least one data memory for the operating history of the hand tool. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) mindestens ein Wartungszähler für die Speicherung und Anzeige von Wartungsintervallen und Inspektionsfälligkeiten des Handwerkzeugs zugeordnet ist.Arrangement according to claim 3, characterized in that the microprocessor (15) is assigned at least one maintenance counter for the storage and display of maintenance intervals and inspection dates of the hand tool. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (15) eine Schnittstelle (27) für die Abfrage der Betriebshistorie zugeordnet ist.Arrangement according to claim 11, characterized in that the microprocessor (15) is assigned an interface (27) for querying the operating history. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittstelle (27) ein Infrarot-Übertrager (28) zugeordnet ist.Arrangement according to claim 13, characterized in that the interface (27) is assigned an infrared transmitter (28). Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Datenspeicher (15) eine maximale Leerlaufzeit für den Pumpenmotor (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 Motorstrom nicht innerhalb der Leerlaufzeit überschritten wird.Arrangement according to claim 3, characterized in that a maximum idle time for the pump motor (12) and a minimum value for the motor current are stored in the data memory (15), and that the arrangement is such that the pump motor (12) is switched off again, if the minimum value for the motor current is not exceeded within the idle time.
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