ITUA20172347A1 - Metodo per operare un utensile idrodinamico di compressione e utensile idrodinamico di compressione - Google Patents

Description

“Metodo per operare un utensile idrodinamico di compressione e utensile idrodinamico di compressione"

DESCRIZIONE

[0001]Forma oggetto della presente invenzione un metodo per operare un utensile idrodinamico di compressione e/o taglio nonché un utensile idrodinamico di compressione configurato per implementare il metodo.

[0002]Per effettuare determinate operazioni di connessione, ad esempio la compressione di connettori intorno a cavi elettrici o per tubi idraulici, la compressione di rivetti, o operazioni di taglio, ad esempio il taglio di cavi elettrici durante l'installazione e la manutenzione di impianti elettrici, vengono spesso utilizzati utensili idrodinamici di compressione e/o taglio.

[0003]Tali utensili comprendono solitamente un motore elettrico alimentato da un accumulatore e una pompa idraulica che provoca un aumento di pressione di un liquido idraulico agente su un pistone per spostare questo ultimo contro la forza di una molla di pressione. Il pistone è a sua volta collegato con una ganascia mobile in modo tale da spostarla, durante l'operazione di compressione, verso una ganascia fissa dell'utensile. Le ganasce possono essere conformate e/o dotate di elementi accessori intercambiabili in modo tale da adattarsi ad un particolare oggetto, ad es. un contatto elettrico da comprimere o una barra metallica da tagliare.

[0004]Dal momento che gli utensili di compressione vengono utilizzati molto spesso in ambienti esterni, ad esempio lungo linee ferroviarie remote da edifici dotati di un collegamento alla rete elettrica, essi necessitano di una propria fonte di energia elettrica, vale a dire di un accumulatore elettrico portabile ed integrato nel o applicato all'utensile. Tale accumulatore fornisce una limitata quantità di energia elettrica che determina l'autonomia, ovvero il numero di operazioni di compressione/taglio eseguibili tramite l'utensile senza dover sostituire l'accumulatore. Un'ulteriore esigenza deriva dal fatto che il più delle volte le operazioni di compressione, in particolare quelle volte a realizzare connessioni tra connettori e/o cavi elettrici sono ostacolate da condizioni di spazio molto ristrette, ad esempio in un armadio elettrico o in una linea di cablaggio che unisce una grande quantità di cavi molto vicini tra loro. E' pertanto indispensabile che gli utensili di compressione abbiano un ingombro ridotto. Una terza esigenza è quella di poter effettuare le operazioni di compressione e taglio con un'appropriata rapidità al fine di ridurre i tempi necessari all'esecuzione del lavoro. Una quarta esigenza finora non soddisfatta è quella di poter allungare la vita a fatica dei componenti meccanici dell’utensile, nonostante le loro dimensioni ridotte e le sollecitazioni cicliche.

[0005]Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire un metodo di operare un utensile idrodinamico di compressione ed un utensile idrodinamico di compressione aventi caratteristiche tali da ovviare agli inconvenienti citati con riferimento alla tecnica nota.

[0006]Uno scopo particolare dell’invenzione è quello di fornire un metodo ed un utensile idrodinamico di compressione che permettono un adattamento della forza massima di compressione, dell’assorbimento di energia elettrica e della durata di pressurizzazione idrodinamica alla dimensione e resistenza alla compressione di un oggetto da comprimere.

[0007]Nell’ambito della presente invenzione, gli inventori hanno contemplato che gli utensili di compressione della tecnica nota, al fine di assicurare il completamento della compressione di connettori elettrici o idraulici e per evitare danneggiamenti dovuti a sollecitazioni eccessive, terminano la fase di compressione al raggiungimento di una forza massima di taratura, ad es. di 60kN. Ciò è ottenuto ad esempio o mediante una valvola di massima pressione collegata al gruppo idrodinamico e tarata in modo tale da limitare la pressione idraulica agente sul pistone ad una pressione massima che corrisponde alla forza massima di taratura.

[0008]L’utente ha così la certezza di aver sempre applicato una forza sufficientemente grande da completare sicuramente la compressione di connettori elettrici o idraulici, indipendentemente dalla loro dimensione o resistenza allo schiacciamento. Infatti, l’utensile di compressione è solitamente progettato per poter comprimere connettori di un predeterminato intervallo di dimensione, ad es. connettori per cavi elettrici con sezioni trasversali da 6 mm<2>a 240 mm<2>, e la forza massima di taratura è quella idonea per comprimere il connettore di dimensioni massime.

[0009]Nel caso l’utensile di compressione venga usato come utensile di taglio, la terminazione della fase di compressione al raggiungimento della forza massima di taratura protegge i componenti meccanici dell’utensile da danneggiamenti dovuti a sollecitazioni eccessive.

[0010]Tuttavia, ad eccezione di casi molto rari, gli utensili di compressione vengono usati per comprimere connettori di dimensioni molto differenti e molto spesso più piccole delle dimensioni massime per le quali è necessario applicare la forza massima di taratura.

[0011]Di conseguenza, dopo la compressione completa di un connettore piccolo, le ganasce dell’utensile vengono strette l’una contro l’altra fino al raggiungimento della forza massima di taratura che determina la fine del ciclo di compressione. Tale sollecitazione ulteriore delle ganasce non contribuisce alla compressione del connettore e comporta invece un assorbimento di energia elettrica e tensioni meccaniche di picco la cui riduzione formerà il punto di partenza per raggiungere gli obiettivi dell’invenzione.

[0012]Si propone pertanto un metodo per operare un utensile idrodinamico di compressione, detto utensile comprendente: - un motore elettrico alimentabile da un accumulatore o da rete;

- un gruppo idrodinamico azionabile mediante il motore elettrico ed atto ad effettuare, in risposta al movimento del motore, un aumento di pressione di un liquido idraulico agente su un pistone di azionamento in modo tale da spostare il pistone di azionamento;

- due ganasce collegate all'alloggiamento in modo mobile l'una rispetto all'altra, di cui almeno una ganascia mobile è collegata al pistone di azionamento in modo tale che, in risposta allo spostamento del pistone di azionamento, le ganasce eseguono un movimento relativo tra una posizione aperta ed una posizione chiusa per effettuare la compressione o il taglio,

in cui nella posizione aperta le ganasce sono tra loro distanziate per poter accogliere un oggetto da comprimere o da tagliare e, nella posizione chiusa, le ganasce sono avvicinate tra loro fino ad essere in appoggio diretto (in particolare l’una contro l’altra) tale da impedire un ulteriore avvicinamento tra loro,

in cui il metodo comprende le fasi di:

- avvicinare le ganasce tra loro mediante azionamento del motore elettrico,

- monitorare il raggiungimento della posizione chiusa mediante un sensore,

- interrompere l’azionamento del motore elettrico in dipendenza di un segnale del sensore che conferma il raggiungimento della posizione chiusa.

[0013]In questo modo è possibile fermare il motore elettrico e la pressurizzazione del fluido idraulico a completamento della compressione di un oggetto, ad es. un connettore elettrico o idraulico, senza proseguire il ciclo di compressione fino al raggiungimento della forza massima di taratura, risparmiando energia elettrica e riducendo le tensioni di picco dei componenti meccanici dell’utensile.

[0014]Ne consegue un allungamento della vita a fatica, un aumento del numero di compressioni eseguibili mediante una ricarica di batteria, una riduzione del tempo necessario per completare la singola compressione o taglio, ed una possibile riduzione delle dimensioni dei componenti meccanici dell’utensile a parità di vita a fatica.

[0015]Lo scopo dell’invenzione viene inoltre conseguito mediante un utensile idrodinamico di compressione, comprendente:

- un motore elettrico alimentabile da un accumulatore o da rete,

- un gruppo idrodinamico azionabile mediante il motore elettrico ed atto ad effettuare, in risposta al movimento del motore, un aumento di pressione di un liquido idraulico agente su un pistone di azionamento in modo tale da spostare il pistone di azionamento;

- due ganasce collegate all'alloggiamento in modo mobile l'una rispetto all'altra, di cui almeno una ganascia mobile è collegata al pistone di azionamento in modo tale che, in risposta allo spostamento del pistone di azionamento, le ganasce eseguono un movimento relativo tra una posizione aperta ed una posizione chiusa per effettuare la compressione o il taglio,

in cui nella posizione aperta le ganasce sono tra loro distanziate per poter accogliere un oggetto da comprimere o da tagliare e, nella posizione chiusa, le ganasce sono avvicinate tra loro fino ad essere in appoggio diretto (in particolare l’una contro l’altra) tale da impedire un ulteriore avvicinamento tra loro,

- un sistema di controllo elettronico collegato con il motore elettrico e con un organo di azionamento utente (pulsante) per l’azionamento del motore elettrico, caratterizzato dal fatto che il sistema di controllo comprende un dispositivo di monitoraggio che monitora il raggiungimento della posizione chiusa e, al raggiungimento della posizione chiusa, genera un segnale di conferma, e dal fatto che il sistema di controllo interrompe l’azionamento del motore elettrico automaticamente in dipendenza del segnale di conferma al raggiungimento della posizione chiusa.

[0016]Per meglio comprendere l'invenzione ed apprezzarne i vantaggi, verrà di seguito fornita la descrizione di alcune forme di realizzazione esemplificative, non limitative, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:

- la figura 1 è un diagramma pressione-tempo (o pressione – numero di cicli pompa) per una compressione a vuoto (nessun oggetto da comprimere inserito tra le ganasce) di un utensile di compressione della tecnica nota con limitazione della pressione mediante una valvola di massima pressione che commuta al raggiungimento della pressione massima di taratura Pmax.

- la figura 2 è un diagramma pressione-tempo (o pressione – numero di cicli pompa) per una compressione a vuoto (nessun oggetto da comprimere inserito tra le ganasce) di un utensile di compressione secondo l’invenzione che implementa il metodo dell’invenzione.

- la figura 3 è un diagramma pressione-tempo (o pressione – numero di cicli pompa) per la compressione di un connettore o oggetto di dimensioni molto elevate che richiede pressoché la forza massima di taratura, utilizzando un utensile di compressione della tecnica nota con limitazione della pressione mediante una valvola di massima pressione che commuta al raggiungimento della pressione massima di taratura Pmax.

- la figura 4 è un diagramma pressione-tempo (o pressione – numero di cicli pompa) per la compressione di un connettore o oggetto di dimensioni molto elevate che richiede pressoché la forza massima di taratura, utilizzando un utensile di compressione secondo l’invenzione che implementa il metodo dell’invenzione.

- la figura 5 è un diagramma pressione-tempo (o pressione – numero di cicli pompa) per una compressione di un oggetto di dimensioni medio-piccole che non necessita della forza massima di taratura, mediante un utensile di compressione della tecnica nota con limitazione della pressione mediante una valvola di massima pressione che commuta al raggiungimento della pressione massima di taratura Pmax. - la figura 6 è un diagramma pressione-tempo (o pressione – numero di cicli pompa) per una compressione di un oggetto di dimensioni medio-piccole che non necessita della forza massima di taratura, mediante un utensile di compressione secondo l’invenzione che implementa il metodo dell’invenzione.

- la figura 7 è una vista in prospettiva di un utensile elettroidraulico di compressione o di taglio secondo una forma di realizzazione dell’invenzione, dotato di una testa di compressione adatta ad accogliere inserti o matrici di ganascia intercambiabili.

- la figura 7A mostra una sequenza di movimento della testa di compressione dell’utensile in figura 7.

- le figure 8 e 9 mostrano utensili elettroidraulici di compressione secondo forme di realizzazione dell’invenzione, dotate di ganasce traslabili e/o ruotabili per la compressione di connettori elettrici e/o idraulici. - le figure 10, 11, 12 sono illustrazioni schematizzate di utensili elettroidraulici di compressione e loro sistemi di controllo secondo forme di realizzazione dell’invenzione. - la figura 13 mostra un utensile da compressione in cui la testa da compressione è distanziata dal gruppo pompa e collegata ad essa mediante un tubo flessibile in pressione.

[0017]Con riferimento alle figure 7 - 12, un utensile idrodinamico di compressione e/o taglio è complessivamente indicato con il riferimento 1. L'utensile 1 comprende un alloggiamento 2 con una porzione sagomata ad impugnatura 3 ed una porzione di accoppiamento 4 per il collegamento, preferibilmente a scatto, di un accumulatore elettrico 5 sostituibile e ricaricabile. L'alloggiamento 2 accoglie un motore elettrico 6 alimentabile dall'accumulatore 5 attraverso un circuito di alimentazione e di controllo provvisto di un interruttore sul quale agisce un pulsante di azionamento 7 manuale disposto in adiacenza dell'impugnatura 3.

[0018]Un meccanismo di trasformazione 8, ad esempio un albero a gomito o a camma, è disposto nell'alloggiamento 2 e collegato con l'albero motore del motore 6 in modo tale da a trasformare il moto rotatorio dell'albero motore in un moto ciclico o alternante, ad esempio traslatorio. Una pompa idraulica 11, anch'essa accolta nell'alloggiamento 2, è collegata al meccanismo di trasformazione 8 ed atta ad effettuare, in risposta al movimento ciclico o alternante del meccanismo di trasformazione 8, un aumento di pressione di un fluido di pressione agente su un pistone di azionamento 12 in modo tale da spostare il pistone di azionamento 12 lungo una corsa pistone.

[0019]L'utensile 1 comprende inoltre una ganascia fissa 13 rigidamente collegata all'alloggiamento 2 e disposta in corrispondenza di un'estremità anteriore dell'utensile, nonché una ganascia mobile 14 supportata nell'alloggiamento in modo tale da poter scorrere rispetto alla ganascia fissa 13. La ganascia mobile 14 è collegata al pistone di azionamento 12 in modo tale che, in risposta allo spostamento del pistone di azionamento 12, essa venga spostata verso la ganascia fissa 13 da una posizione aperta fino ad una posizione chiusa, per effettuare l'operazione di compressione o di taglio.

[0020]Nella posizione aperta le ganasce 13, 14 sono tra loro distanziate per poter accogliere un oggetto da comprimere o da tagliare e, nella posizione chiusa, le ganasce 13, 14 sono avvicinate tra loro ed in appoggio diretto (in particolare l’una contro l’altra) tale da impedire un ulteriore avvicinamento tra loro.

[0021]Una molla di richiamo 15 agisce tra la ganascia fissa ed il pistone di azionamento 12, in modo tale da sollecitare questo ultimo elasticamente nella posizione di riposo e la ganascia mobile 14 nella posizione aperta allontanata dalla ganascia fissa 13.

[0022]In accordo con una forma di realizzazione, la pompa idraulica 11 comprende un serbatoio 16, un gruppo cilindro - pistone di pompaggio, un gruppo cilindro - pistone di azionamento ed una valvola di massima pressione 17.

[0023]Il gruppo cilindro - pistone di pompaggio può comprendere un cilindro di pompaggio con un'apertura di aspirazione collegata con il serbatoio 16 attraverso una valvola di non ritorno che consente il flusso dell'olio idraulico dal serbatoio 16 nel cilindro di pompaggio ed un'apertura di scarico collegata con un cilindro di azionamento 10 del gruppo cilindro - pistone di azionamento attraverso una valvola di non ritorno che consente il flusso dell'olio idraulico dal cilindro di pompaggio nel cilindro di azionamento 10. Nel cilindro di pompaggio può essere accolto un pistone di pompaggio accoppiato in modo da traslare insieme ad un organo oscillante (ad esempio ad una porzione di gomito) del meccanismo di trasformazione 8.

[0024]Il gruppo cilindro - pistone di azionamento comprende il pistone di azionamento 12 collegato con la ganascia mobile 14 e disposto nel cilindro di azionamento 10.

[0025]La valvola di massima pressione 17 è disposta in un condotto di ritorno 21 del fluido che collega il cilindro di azionamento 10 con il serbatoio 16 (Figure 10, 11, 12).

[0026]In questo modo, il movimento traslatorio alternante del meccanismo di trasformazione 8 generato dal movimento rotatorio dell’albero motore provoca un movimento traslatorio oscillante del pistone di pompaggio che pompa il liquido di pressione dal serbatoio 16 nel cilindro di azionamento 10 per fare avanzare il pistone di azionamento 12 e, insieme a questo, la ganascia mobile 14 dalla posizione aperta nella posizione chiusa fino al raggiungimento, nel cilindro di azionamento 43, di una predeterminata pressione massima di taratura. Al raggiungimento della pressione massima di taratura, la valvola di massima pressione 17 apre automaticamente il condotto di ritorno 21 del fluido per scaricare il liquido di pressione dal cilindro di azionamento 10 nel serbatoio 16.

[0027]Secondo un aspetto dell’invenzione, il metodo di operare l’utensile 1 comprende le fasi di:

- avvicinare le ganasce 13, 14 tra loro mediante azionamento del motore elettrico 6,

- monitorare il raggiungimento della posizione chiusa mediante un sensore 22, 23, 24 e un circuito elettronico di controllo 9 collegato al sensore 22, 23, 24 ed al motore elettrico 6,

- interrompere l’azionamento del motore elettrico 6 in dipendenza di un segnale del sensore 22, 23, 24 che conferma il raggiungimento della posizione chiusa delle ganasce 13, 14.

[0028]In accordo con una forma di realizzazione (Figura 10), il monitoraggio del raggiungimento della posizione chiusa comprende:

- rilevare in intervalli di tempo predeterminati (o in intervalli predeterminati di cicli di pompaggio della pompa idraulica 11) la pressione del liquido idraulico che agisce sul pistone di azionamento 12, utilizzando un sensore di pressione 22 collegato con il circuito elettronico di controllo 9,

- mediante il circuito elettronico di controllo 9 calcolare una differenza di pressione rilevata all’inizio ed alla fine di ciascuno di detti intervalli di tempo predeterminati (o intervalli predeterminati di cicli di pompaggio) e confrontare la differenza di pressione calcolata con un valore di riferimento indicativo per la posizione chiusa delle ganasce 13, 14.

[0029]L’incremento della pressione per unità di tempo ∆p/∆t o per ciclo di pompaggio ∆p/npè indicativo della derivata della funzione della pressione p=f(t) in dipendenza del tempo, a pompa idraulica 11 accesa e, quindi, della rigidezza che contrasta un ulteriore avvicinamento delle ganasce 13, 14, ed il valore di riferimento ∆p_ref/∆t rappresenta la rigidezza del sistema quando le ganasce 13, 14 sono in appoggio diretto tra loro ed impediscono ogni ulteriore avvicinamento.

[0030]In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione (Figura 11), il monitoraggio del raggiungimento della posizione chiusa comprende:

- rilevare in intervalli di tempo ∆t predeterminati (o in intervalli predeterminati di cicli di pompaggio np) una grandezza elettrica indicativa per la potenza assorbita dal motore, utilizzando un sensore elettrico 23 collegato con il circuito elettronico di controllo 9,

- mediante il circuito elettronico di controllo 9 calcolare una differenza tra la grandezza elettrica rilevata all’inizio ed alla fine di ciascuno di detti intervalli di tempo predeterminati ∆t (o intervalli predeterminati di cicli di pompaggio np) e confrontare la differenza della grandezza elettrica calcolata con un valore di riferimento indicativo per la posizione chiusa delle ganasce 13, 14.

[0031]Ad esempio, nel caso di un motore 6 a corrente continua con impedenza nota, la corrente elettrica I assorbita dal motore 6 può essere usata come grandezza elettrica indicativa della potenza assorbita dal motore 6 e rilevata mediante un sensore di corrente 23.

[0032]In questo caso, la variazione della potenza assorbita dal motore 6 per unità di tempo ∆t o per ciclo di pompaggio npindica la rigidezza che contrasta un ulteriore avvicinamento delle ganasce 13, 14 ed il valore di riferimento rappresenta la rigidezza del sistema quando le ganasce 13, 14 sono in appoggio diretto tra loro ed impediscono ogni ulteriore avvicinamento.

[0033]In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione (Figura 12), il monitoraggio del raggiungimento della posizione chiusa comprende:

- rilevare in intervalli di tempo predeterminati ∆t (o in intervalli predeterminati di cicli di pompaggio np) una distanza D tra due punti di riferimento 25, 26 delle due ganasce 13, 14, utilizzando un sensore di distanza 24, ad esempio un sensore ottico o un trasduttore lineare, collegato con il circuito elettronico di controllo 9,

- mediante il circuito elettronico di controllo 9 calcolare una differenza ∆D della distanza D rilevata all’inizio ed alla fine di ciascuno di detti intervalli di tempo predeterminati ∆t (o intervalli predeterminati di cicli di pompaggio np) e confrontare la differenza di distanza calcolata ∆D con un valore di riferimento ∆Dref indicativo per la posizione chiusa delle ganasce 13, 14.

[0034]In questo caso, la variazione ∆D della distanza D tra i due punti di riferimento 25, 26 per unità di tempo ∆t o per ciclo di pompaggio npindica in relazione inversa la rigidezza che contrasta un ulteriore avvicinamento delle ganasce 13, 14 ed il valore di riferimento ∆Dref rappresenta la rigidezza del sistema quando le ganasce 13, 14 sono in appoggio diretto tra loro ed impediscono ogni ulteriore avvicinamento.

[0035]In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione (Figura 12), il monitoraggio del raggiungimento della posizione chiusa comprende:

- rilevare in intervalli di tempo predeterminati ∆t (o in intervalli predeterminati di cicli di pompaggio np) una distanza D tra due punti di riferimento 25, 26 delle due ganasce 13, 14, utilizzando un sensore di distanza 24, ad esempio un sensore ottico o un trasduttore lineare, collegato con il circuito elettronico di controllo 9,

- mediante il circuito elettronico di controllo 9 confrontare la distanza D rilevata con un valore di riferimento Dref indicativo per la posizione chiusa delle ganasce 13, 14.

[0036]In questo caso, il monitoraggio del raggiungimento della posizione chiusa non avviene attraverso il monitoraggio della risposta strutturale dell’utensile 1 al pompaggio del liquido idraulico, ma in modo diretto.

[0037]In questa forma di realizzazione possono essere inoltre previste le fasi di identificare un tipo di ganascia o un tipo di matrice o inserto per ganasce intercambiabili (per adattare l’utensile 1 alla forma dell’oggetto da comprimere o da tagliare) e di determinare il valore di riferimento in funzione del tipo di ganascia o del tipo di inserto per ganascia identificato.

[0038]Questa fase di metodo può essere effettuato in modo automatico, ad esempio tramite un rilevatore di identificazione 27 in collegamento con il circuito di controllo 9 e adatto a rilevare una caratteristica identificativa delle ganasce 13, 14 o degli inserti per ganasce 13’, 14’ (Figura 7A), ad esempio:

- una caratteristica di forma di un’interfaccia meccanica della ganascia o dell’inserto,

- una caratteristica ottica o cromatica di un’interfaccia ottica della ganascia o dell’inserto,

- una caratteristica magnetica di un’interfaccia magnetica della ganascia o dell’inserto,

- una caratteristica elettrica di un’interfaccia elettrica della ganascia o dell’inserto,

- un segnale di un’etichetta di identificazione a radiofrequenza (RFID-tag) della ganascia o dell’inserto, e successiva determinazione del valore di riferimento Dref in funzione del tipo di ganascia o inserto per ganasce identificato.

[0039]Analogamente, può essere previsto identificare il tipo di oggetto da comprimere o da tagliare e, possibilmente, effettuare lo spegnimento del motore elettrico o altre funzioni dell’utensile almeno anche in dipendenza del tipo di oggetto identificato.

[0040]Per l’identificazione dell’oggetto da comprimere o da tagliare può essere previsto un rilevatore di identificazione oggetto che può essere realizzato e configurato come il rilevatore di identificazione 27 sopra descritto. Alternativamente, il rilevatore di identificazione oggetto può comprendere un sensore di posizione configurato per rilevare una posizione del pistone di azionamento, in cui il circuito di controllo elettronico è in collegamento di segnale con il sensore di pressione, con il sensore di posizione e con il motore elettrico, e configurato per identificare un oggetto impegnato dalle ganasce (13, 14) in dipendenza della pressione del liquido idraulico rilevata dal sensore di pressione e della posizione del pistone di azionamento rilevata dal sensore di posizione durante un azionamento del motore elettrico. Tale identificazione dell’oggetto può avvenire in modo automatico ad esempio mediante le seguenti fasi:

- individuare, in base alla pressione monitorata, un momento di impegno in cui le ganasce impegnano l’oggetto disposto tra esse ed in cui ha inizio la compressione dell’oggetto,

- rilevare una posizione di inizio compressione del pistone di azionamento al momento di impegno,

- identificare l’oggetto impegnato dalle ganasce in dipendenza della posizione di inizio compressione rilevata.

[0041]In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione (non illustrata), il monitoraggio del raggiungimento della posizione chiusa comprende:

- posizionare un commutatore, ad es. elettrico o ottico, alle ganasce 13, 14 in modo tale che il raggiungimento della posizione chiusa in seguito ad un avvicinamento delle ganasce 13, 14 provochi un determinato processo di commutazione del commutatore,

- rilevare detto processo di commutazione mediante il circuito di controllo 9 collegato con il commutatore.

[0042]Vantaggiosamente, la fase di monitoraggio del raggiungimento della posizione chiusa viene effettuata in automatico ed il circuito elettronico di controllo 9 provvede in modo automatico allo spegnimento del motore elettrico 6 al raggiungimento della posizione chiusa delle ganasce 13, 14.

[0043]Le figure da 1 a 6 evidenziano l’effetto tecnico del metodo di operare l’utensile di compressione 1 rispetto allo stato della tecnica.

[0044]Nel caso di una compressione a vuoto di un utensile della tecnica nota (Figura 1), durante l’avvicinamento delle ganasce si verifica una pressione iniziale P1 necessaria per vincere gli attriti, l’inerzia e (se prevista) la forza elastica di richiamo di una molla di richiamo agente sul pistone. Dopo che le ganasce o le matrici delle ganasce raggiungono la posizione chiusa ed entrano in contatto tra loro, nel momento C2 indicato sull’ascisse t, la pressione dell’olio idraulico agente sul pistone sale rapidamente ed ogni gradino della rampa di salita rappresenta una pompata. Se la testa di compressione dell’utensile ed i collegamenti meccanici con il gruppo idrodinamico fossero infinitamente rigidi, la pressione salirebbe in verticale all’infinito alla prima pompata dopo il raggiungimento della posizione chiusa delle ganasce.

L’aumento di pressione del liquido idraulico si ferma al raggiungimento della pressione massima Pmax in risposta all’apertura della valvola di massima pressione collegata al cilindro del gruppo idrodinamico, nel momento Cmax indicato sull’ascisse t. L’area sotto la curva p tra i punti C2 e Cmax sull’ascisse t rappresenta il lavoro meccanico svolto e l’energia elettrica dissipata inutilmente dopo il raggiungimento della posizione chiusa delle ganasce fino alla commutazione della valvola di massima pressione.

[0045]Nel caso di una compressione a vuoto di un utensile secondo l’invenzione che implementa il metodo dell’invenzione (Figura 2), durante l’avvicinamento delle ganasce si verifica la suddetta pressione iniziale P1. Dopo che le ganasce o le matrici delle ganasce raggiungono la posizione chiusa ed entrano in contatto tra loro, nel momento C2 indicato sull’ascisse t, la pressione dell’olio idraulico agente sul pistone inizia a salire rapidamente solo fino al momento in cui si spegne il motore elettrico e la pompa idraulica in risposta del segnale di conferma del raggiungimento della posizione chiusa. Di conseguenza, l’aumento di pressione del liquido idraulico si ferma molto prima del raggiungimento della pressione massima Pmax, riducendo sensibilmente il consumo di energia elettrica per il completamento della compressione e le tensioni meccaniche di picco della testa di compressione dell’utensile 1.

[0046]Nel caso di una compressione di un connettore o oggetto di dimensioni molto elevate che richiede pressoché la forza massima di taratura, utilizzando un utensile della tecnica nota (Figura 3), durante l’avvicinamento delle ganasce si verifica la suddetta pressione iniziale P1. Dopo che le ganasce o le matrici delle ganasce raggiungono ed impegnano l’oggetto da comprimere, nel momento C1 indicato sull’ascisse t, la pressione dell’olio idraulico agente sul pistone sale inizialmente moderatamente per via del cedimento plastico dell’oggetto. Mano a mano che l’oggetto si comprime ed aumenta di rigidezza, l’incremento di pressione ad ogni pompata diventa maggiore fino al raggiungimento della pressione massima di taratura che si verifica circa in concomitanza con il raggiungimento della posizione chiusa delle ganasce, nel momento C2 indicato sull’ascisse t. L’aumento di pressione del liquido idraulico si ferma al raggiungimento della pressione massima Pmax e la pressione cade in risposta all’apertura della valvola di massima pressione collegata al cilindro del gruppo idrodinamico, nel momento Cmax indicato sull’ascisse t.

[0047]Nel caso di una compressione di un connettore o oggetto di dimensioni molto elevate che richiede pressoché la forza massima di taratura, utilizzando l’utensile secondo l’invenzione (Figura 4), l’andamento pressione tempo, fino al momento dell’intervento del sensore di pressione (punto Cmax), è pressoché identico a quello mostrato in Figura 3, in quanto l’utensile di compressione deve applicare la forza massima disponibile e, in questa specifica situazione, non ci sono margini per un risparmio di energia elettrica o per una riduzione delle tensioni di picco dei componenti meccanici dell’utensile.

[0048]A secondo del rapporto tra la forza massima di taratura e la forza effettivamente necessaria per raggiungere la posizione chiusa delle ganasce, la terminazione del ciclo di compressione avviene in questo caso tramite commutazione della valvola di massima pressione o tramite spegnimento del motore elettrico in risposta al segnale di conferma del raggiungimento della posizione chiusa, e specificamente tramite il primo dei due eventi a verificarsi.

[0049]Nel caso di una compressione di un oggetto che non richiede la forza massima di taratura, utilizzando un utensile della tecnica nota (Figura 5), durante l’avvicinamento delle ganasce si verifica la suddetta pressione iniziale P1. Dopo che le ganasce o le matrici delle ganasce raggiungono ed impegnano l’oggetto da comprimere, nel momento C1 indicato sull’ascisse t, la pressione dell’olio idraulico agente sul pistone sale inizialmente moderatamente per via del cedimento plastico dell’oggetto. Mano a mano che l’oggetto si comprime ed aumenta di rigidezza, l’incremento di pressione ad ogni pompata diventa maggiore fino al raggiungimento della posizione chiusa in cui le ganasce entrano in contatto tra loro, nel momento C2 indicato sull’ascisse t. A questo punto, la pressione dell’olio idraulico agente sul pistone sale rapidamente e si ferma al raggiungimento della pressione massima Pmax in risposta all’apertura della valvola di massima pressione collegata al cilindro del gruppo idrodinamico, nel momento Cmax indicato sull’ascisse t. L’area sotto la curva p tra i punti C2 e Cmax sull’ascisse t rappresenta il lavoro meccanico svolto e l’energia elettrica dissipata inutilmente dopo il raggiungimento della posizione chiusa delle ganasce fino alla commutazione della valvola di massima pressione.

[0050]Nel caso di una compressione di un oggetto che non richiede la forza massima di taratura, utilizzando un utensile secondo l’invenzione che implementa il metodo dell’invenzione (Figura 6), durante l’avvicinamento delle ganasce si verifica la suddetta pressione iniziale P1. Dopo che le ganasce o le matrici delle ganasce raggiungono ed impegnano l’oggetto da comprimere, nel momento C1 indicato sull’ascisse t, la pressione dell’olio idraulico agente sul pistone sale inizialmente moderatamente per via del cedimento plastico dell’oggetto. Mano a mano che l’oggetto si comprime ed aumenta di rigidezza, l’incremento di pressione ad ogni pompata diventa maggiore fino al raggiungimento della posizione chiusa in cui le ganasce entrano in contatto tra loro, nel momento C2 indicato sull’ascisse t. A questo punto la pressione dell’olio idraulico agente sul pistone inizia a salire rapidamente, a causa del completamento della deformazione plastica del connettore, solo fino al momento in cui si spegne il motore elettrico, in risposta del segnale di conferma del raggiungimento della posizione chiusa. Di conseguenza, l’aumento di pressione del liquido idraulico si ferma molto prima del raggiungimento della pressione massima Pmax, riducendo sensibilmente il consumo di energia elettrica e le tensioni meccaniche di picco della testa di compressione dell’utensile.

[0051]Per l’implementazione del metodo fin qui descritto l’utensile di compressione o taglio 1 può comprendere uno o più dei suddetti:

- sensore di pressione 22,

- sensore di grandezza elettrica, in particolare sensore di corrente 23,

- sensore di distanza 24,

- commutatore, ad es. elettrico o ottico,

- sensore 27 per l’identificazione delle ganasce e/o degli inserti per ganasce,

- dispositivo per l’identificazione dell’oggetto da comprimere o da tagliare,

in collegamento con il circuito elettronico di controllo 9, formando insieme un dispositivo di monitoraggio che monitora il raggiungimento della posizione chiusa delle ganasce 13, 14 e che, al raggiungimento della posizione chiusa, genera il segnale di conferma ed il circuito elettronico di controllo 9 è configurato per interrompere l’azionamento del motore elettrico 6 automaticamente al raggiungimento della posizione chiusa ed in dipendenza del segnale di conferma.

[0001]A seconda della forma di realizzazione, il sensore 22,23,24 a bordo dell’utensile 1 è configurato per eseguire le funzioni già descritte con riferimento al metodo e qui non ripetute per brevità.

[0002]Il circuito elettronico di controllo 9 è configurato per elaborare i segnali provenienti dal sensore 22,23,24 e per comandare il motore elettrico 6 in accordo con le fasi di metodo descritte in precedenza.

[0003]Il circuito di controllo 9 comprende un’unità di elaborazione (CPU), una memoria (interna o esterna) associata all’unità di elaborazione (CPU), un’interfaccia di comunicazione associata all’unità di elaborazione (CPU) ed adatta per ricevere segnali (pressione, corrente, posizione, tipi di connettore o inserti) dal sensore 22, 23, 24, 27 e per trasmettere segnali di comando al motore elettrico 6. Il circuito di controllo 9 comprende inoltre un programma per elaboratore elettronico caricato nella memoria e configurato per eseguire le elaborazioni dei segnali e le operazioni necessarie per l’implementazione del metodo di operare l’utensile 1. Il circuito di controllo 9 è collegato all’accumulatore 5 quando l’accumulatore 5 è accoppiato all’utensile 1, e potrebbe avere inoltre una propria batteria possibilmente adatta ad essere caricata quando il circuito di controllo 9 è collegato all’accumulatore 5.

[0004]In accordo con una forma di realizzazione, l’utensile 1 comprende un’interfaccia utente 19, ad esempio una pulsantiera, collegato al circuito di controllo 9, che permette all’utente di selezionare il funzionamento con spegnimento automatico del motore 6 al raggiungimento della posizione chiusa delle ganasce 13, 14 o, alternativamente, un funzionamento tradizionale con raggiungimento della pressione massima di taratura.

[0005] L’utensile 1 comprende inoltre un display 18, ad esempio un display LCD o LED, collegato al circuito di controllo 9 che è configurato per determinare, mediante tale display 9, una visualizzazione della modalità di funzionamento selezionata, di un valore indicativo di una forza massima di compressione raggiunta, nonché di una conferma dell’esito del processo di compressione.

[0006]Verrà di seguito descritto il funzionamento dell’utensile 1.

[0007]Premendo il pulsante di azionamento 7 si aziona un microinterruttore del circuito di controllo 9, il quale avvia il motore elettrico 6 e contemporaneamente inizia a ricevere ed elaborare i segnali indicativi della pressione del fluido idraulico rilevati dal sensore di pressione 22. Il circuito di controllo 9 è configurato in modo tale che il motore elettrico 6 rimanga acceso solo a pulsante di azionamento 7 premuto e venga quindi automaticamente spento con il rilascio di tale pulsante di azionamento 7. Quando le ganasce 13, 14 raggiungono la posizione chiusa, il circuito di controllo 9 provvede allo spegnimento automatico del motore elettrico 6 prima di arrivare alla pressione massima di taratura che provocherebbe l’apertura automatica della valvola di massima pressione 17. Ora il pulsante di azionamento 7 può essere rilasciato.

[0008]Per il ritorno del pistone di azionamento 12 nella sua posizione di riposo (ganasce aperte), l’utensile 1 può comprendere un organo 20 per un azionamento manuale o, alternativamente, mezzi per un azionamento automatico di una valvola di scarico del liquido idraulico dal cilindro di azionamento nel serbatoio.

[0009]L’invenzione è applicabile con vantaggio sia ai dispositivi oleodinamici di compressione e/o taglio con alloggiamento unico e portatili, sia ai dispositivi oleodinamici di compressione e/o taglio in cui la pompa idraulica 11 può essere separata e distanziata dalla testa da compressione e/o taglio (pistone di azionamento 12, ganasce) e ad essa collegabile mediante un tubo flessibile 28 per olio in pressione (Figura 13).

[0010]Ovviamente, al metodo e all'utensile di compressione e/o di taglio secondo la presente invenzione, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare ulteriori modifiche e varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione dell’invenzione, quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Utensile idrodinamico di compressione o taglio (1), comprendente: - un motore elettrico (6) alimentabile da una fonte di energia elettrica (5), - un gruppo idrodinamico (11) azionabile mediante il motore elettrico (6) ed atto ad effettuare, in risposta al movimento del motore (6), un aumento di pressione di un liquido idraulico agente su un pistone di azionamento (12) in modo tale da spostare il pistone di azionamento (12), - due ganasce (13, 14; 14, 14) collegate in modo mobile l'una rispetto all'altra, di cui almeno una ganascia mobile è collegata al pistone di azionamento (12) in modo tale che, in risposta allo spostamento del pistone di azionamento (12), le ganasce (13, 14; 14, 14) eseguono un movimento relativo tra una posizione aperta ed una posizione chiusa per effettuare la compressione o il taglio, - un sistema di controllo elettronico (9) collegato con il motore elettrico (6) e con un organo di azionamento utente (7) per l’azionamento del motore elettrico (6), caratterizzato dal fatto di comprendere un rilevatore di identificazione (27) in collegamento con il circuito di controllo (9) e adatto a rilevare una caratteristica identificativa: - delle ganasce (13, 14; 14, 14), o - di inserti (13’, 14’) accolti nelle ganasce (13, 14; 14, 14), o - di un oggetto da comprimere o da tagliare.
2. 2. Utensile (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta caratteristica identificativa comprende un segnale di un’etichetta di identificazione a radiofrequenza (RFID-tag) di detto oggetto da comprimere o da tagliare.
3. 3. Utensile (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta caratteristica identificativa comprende un segnale di un’etichetta di identificazione a radiofrequenza (RFID-tag) della ganascia (13, 14),
4. 4. Utensile (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta caratteristica identificativa comprende un segnale di un’etichetta di identificazione a radiofrequenza (RFID-tag) dell’inserto (13’, 14’) accolto nelle ganasce (13, 14; 14, 14).
5. 5. Utensile (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta caratteristica identificativa comprende una caratteristica ottica o cromatica di un’interfaccia ottica della ganascia (13, 14; 14, 14) o dell’inserto (13’, 14’) o dell’oggetto da comprimere o da tagliare.
6. 6. Utensile (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta caratteristica identificativa comprende una caratteristica magnetica di un’interfaccia magnetica della ganascia (13, 14; 14, 14) o dell’inserto (13’, 14’) o dell’oggetto da comprimere o da tagliare.
7. 7. Utensile (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta caratteristica identificativa comprende una caratteristica elettrica di un’interfaccia elettrica della ganascia (13, 14; 14, 14) o dell’inserto (13’, 14’) o dell’oggetto da comprimere o da tagliare.
8. 8. Utensile (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta caratteristica identificativa comprende una caratteristica di forma di un’interfaccia meccanica della ganascia (13, 14; 14, 14) o dell’inserto (13’, 14’) o dell’oggetto da comprimere o da tagliare.
9. 9. Utensile (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il rilevatore di identificazione (27) è un rilevatore di identificazione oggetto e comprende un sensore di posizione configurato per rilevare una posizione del pistone di azionamento (12), in cui il circuito di controllo elettronico (9) è in collegamento di segnale con un sensore di pressione (22), con il sensore di posizione e con il motore elettrico (6), e configurato per identificare un oggetto impegnato dalle ganasce (13, 14; 14, 14) in dipendenza: - della pressione del liquido idraulico rilevata dal sensore di pressione (22), e - della posizione del pistone di azionamento (12) rilevata dal sensore di posizione durante un azionamento del motore elettrico (9).
10. 10. Metodo per operare un utensile idrodinamico (1) di compressione, detto utensile (1) comprendente: - un motore elettrico (6) alimentabile da un accumulatore; - un gruppo idrodinamico (11) azionabile mediante il motore elettrico ed atto ad effettuare, in risposta al movimento del motore (6), un aumento di pressione di un liquido idraulico agente su un pistone di azionamento (12) in modo tale da spostare il pistone di azionamento (12); - due ganasce (13, 14; 14, 14) collegate in modo mobile l'una rispetto all'altra, di cui almeno una ganascia mobile è collegata al pistone di azionamento (12) in modo tale che, in risposta allo spostamento del pistone di azionamento (12), le ganasce (13, 14; 14, 14) eseguono un movimento relativo tra una posizione aperta ed una posizione chiusa per effettuare la compressione o il taglio, in cui detto metodo comprende le fasi di: - avvicinare le ganasce (13, 14; 14, 14) tra loro mediante azionamento del motore elettrico (6), - identificare il tipo di oggetto da comprimere o da tagliare, - effettuare funzioni dell’utensile in dipendenza del tipo di oggetto identificato.
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, comprendente la fase di rilevare un segnale di un’etichetta di identificazione a radiofrequenza (RFID-tag) di detto oggetto da comprimere o da tagliare.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui detta identificazione dell’oggetto viene effettuato in modo automatico.
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui detta identificazione dell’oggetto viene effettuato mediante le fasi: - individuare, in base alla pressione monitorata, un momento di impegno in cui le ganasce impegnano l’oggetto disposto tra esse ed in cui ha inizio la compressione dell’oggetto, - rilevare una posizione di inizio compressione del pistone di azionamento al momento di impegno, - identificare l’oggetto impegnato dalle ganasce in dipendenza della posizione di inizio compressione rilevata.
14. 14. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 10 a 13, comprendente la fase di effettuare lo spegnimento del motore elettrico in dipendenza del tipo di oggetto identificato.
15. 15. Sistema per la compressione o il taglio di oggetti, comprendente: - un utensile idrodinamico di compressione o taglio (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, - un oggetto da comprimere o da tagliare mediante l’utensile (1), caratterizzato dal fatto che detto oggetto da comprimere o da tagliare comprende un’etichetta di identificazione a radiofrequenza (RFID-tag).
16. 16. Sistema secondo la rivendicazione 15, in cui detto oggetto è un connettore elettrico o idraulico.