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Patent Searching and Data


Title:
PRESSURE TONGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/054092
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to pressure tongs for clamping rings and similar, comprising a control area (4) with a connection for the pressure means (56) and a pressure means valve connected thereto, at least one drive piston (29) controlled by said valve, a working area (1) with an advancing mechanism (17) driven by the drive piston (29), and pivotably mounted tong halves (13). The advancing mechanism (17) acts upon the inner lever ends of the tong halves to make them pivot. A force sensor (19) for measuring a force which is dependent on the closing force of the tong halves (13) is located in the power flow between the drive piston (29) and the tong halves (13).

Inventors:
KRETZSCHMAR MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/002269
Publication Date:
October 28, 1999
Filing Date:
April 01, 1999
Export Citation:
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Assignee:
KRETZSCHMAR MICHAEL (DE)
International Classes:
B25B7/12; B25B27/14; H01R43/042; (IPC1-7): B25B27/14; B25B27/10
Foreign References:
US5490406A1996-02-13
DE4014221A11990-11-15
DE4337796A11995-05-11
DE19519543A11996-11-28
AT395124B1992-09-25
DE19631019A11997-08-14
DE19519543C21998-03-26
AT395124B1992-09-25
DE2118782C21982-09-09
Attorney, Agent or Firm:
Siemons, Norbert (Neuer Wall 41 Hamburg, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Druckmittelzange für Klemmringe und dergleichen, umfassend einen Steuerbe reich (4) mit einem Druckmittelanschluß (56) und einem damit verbundenen Druckmittelventil, mindestens einen von dem Druckmittelventil gesteuerten An triebskolben (29) und einen Arbeitsbereich (1) mit einem von dem Antriebskol ben (29) antreibbaren Vorschubglied (17) und schwenkbar gelagerten Zan geneinsatzhälften (13), an deren inneren Hebelenden das Vorschubglied (17) angreift, um diese zu schwenken, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftfluß zwi schen dem Antriebskolben (29) und den Zangeneinsatzhälften (13) ein Kraftsen sor (19) zum Messen einer von der Schließkraft der Zangeneinsatzhälften (13) abhängigen Kraft angeordnet ist.
2. Druckmittelzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsen sor (19) am Vorschubglied (17) eine von der Schließkraft der Zangeneinsatz hälften (13) abhängige Kraft mißt.
3. Druckmittelzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (19) in das Vorschubglied (17) integriert ist.
4. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (19) plattenförmig und quer zum Kraftfluß am Vorschub glied (17) angeordnet ist.
5. Druckmittelzange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer schnitt des Kraftsensors (19) etwa deckungsgleich mit dem maximalen Quer schnitt des Vorschubgliedes (17) ist.
6. Druckmittelzange nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (19) an einem Mittelloch eines sich in Richtung des Kraftflusses er streckenden, im Vorschubglied verankerten, Bolzen (18) gehalten ist.
7. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (19) zwischen einem mit dem Antriebskolben (29) zusam menwirkenden Abschnitt (17") und einem mit den Hebelenden der Zangenein satzhälften (13) zusammenwirkenden Abschnitt (17') des Vorschubgliedes (17) angeordnet ist.
8. Druckmittelzange nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (18) mit seinen beiden Enden in den beiden Abschnitten (17', 17") des Vorschubgliedes (17) verankert ist und den Kraftsensor (19) zwischen den beiden Abschnitten (17', 17") des Vorschubgliedes (17) hält.
9. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (19) ringscheibenfdrmig ist.
10. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Kraftsensors (19) Lochscheiben (20) auf dem Bolzen (18) sit zen und der Kraftfluß durch den Kraftsensor (19) über die Lochscheiben (20) er folgt.
11. Druckmittelzange nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Loch scheiben Ringscheiben (20) sind.
12. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (19) unter Vorspannung an dem Vorschubglied (17) mon tiert ist.
13. Druckmittelzange nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsen sor (19) durch Verschraubung des Bolzens (18) im Vorschubglied (17) vorge spannt ist.
14. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschraubung des Bolzens (18) im Vorschubglied (17) eine Dreh sicherung aufweist.
15. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche I bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibles Anschlußkabel (21) des Kraftsensors (19) durch einen in Bewe gungsrichtung des Vorschubgliedes (17) in einem dieses aufnehmenden Gehäu seabschnitt (5) sich erstreckenden Schlitz (22) herausgeführt ist.
16. Druckmittelzange nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schlitz (22) über den gesamten Bereich der Bewegung des Kraftsensors (19) mit dem Vorschubglied (17) erstreckt.
17. Druckmittelzange nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der herausgeführte Teil des Anschlußkabels (21) am Gehäuse (8) fixiert ist.
18. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (22) außen von einer Haube (23) gehäusefest abgedeckt ist, die einen Hohlraum (25) aufweist, in dem sich das Anschlußkabel (21) beim Ver schieben des Vorschubgliedes (17) verformen kann.
19. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußkabel (21) des Kraftsensors (19) mit einem Druckmittel schlauch verbunden von der Druckmittelzange weggeführt ist.
20. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (19) ein Dehnungsmeßstreifen (DMS)und/oder PiezoSen sor ist.
21. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Drucksensor (57) zum Überwachen des Druckes des Druckmittels aufweist und daß der Drucksensor (57) mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist.
22. Druckmittelzange nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck sensor (57) in das Druckmittelventil integriert ist.
23. Druckmittelzange nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck sensor (57) in den Druckmittelanschluß (56) integriert ist.
24. Druckmittelzange nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck sensor (57) in eine mit dem Druckmittelanschluß (56) verbundene Druckmit telleitung integriert ist.
25. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (19) und/oder der Drucksensor (57) mit einer Auswerteein richtung verbunden ist.
26. Druckmittelzange nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus werteeinrichtung eine Anzeige für die Schließkraft und/oder den Druck des Druckmittels steuert und/oder Mittel zum Ausschalten der Druckmittelzange bei Nichteinhaltung einer Vorgabe für die Schließkraft und/oder einer Vorgabe des Druckes steuert und/oder Mittel zum Einstellen des Druckes bis zum Erreichen einer Vorgabe für die Schließkraft und/oder einer Vorgabe des Druckes steuert und/oder die Meßwerte der Schließkraft und/oder des Druckes einer Dokumen tationseinrichtungzufuhrt.
27. Druckmittelzange nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige eine optische und/oder akustische Anzeige ist.
28. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung und/oder die von dieser gespeisten Einrichtungen elektrische Einrichtungen sind.
29. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Handgerät ausgeführt ist.
30. Druckmittelzange nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichem Arbeitsbereich (1), Steuerbereich (4) und Vorschubglied (17) mit integriertem Kraftsensor (19) eine Reihe von Antriebsbereichen mit unter schiedlicher Anzahl von hintereinander gestaffelten Antriebskolben (29,38,39, 40) zum Erreichen von unterschiedlichen Schließkräften vorgesehen sind.
31. Baukastensystem mit Druckmittelzangen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß es Druckmittelzangen umfaßt, die eine verschie dene Anzahl hintereinander gestaffelter Antriebskolben (29,38,39,40) aufwei sen, bei denen jedoch das Vorschubglied (17) mit dem Kraftsensor (19), ein die Zangeneinsatzhälften (13) aufweisender Arbeitsbereich (1) und ein einen Auslösehebel (55) und ein Druckmittelventil aufweisender Steuerbereich (4) übereinstimmen.
32. Baukastensystem mit Druckmittelzangen nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß es Druckmittelzangen mit Kraftsensor und/oder mit Drucksensor und/oder mit Auswerteeinrichtung und/oder mit Anzeige und/oder mit Mitteln zum Ausschalten und/oder mit Mitteln zur Drucksteuerung und/oder mit Dokumentationseinrichtung umfaßt.
Description:
Druckmittelzange Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmittelzange für Klemmringe, Schellen, Bolzen, Kabelschuhe und dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Grund- sätzlich ist die Druckmittelzange für beliebige Gegenstände geeignet, bei denen eine Verpressung erfolgt.

Druckmittelzangen dienen insbesondere dazu, Klemmringe dauerhaft so zu verfor- men, daß sie ein Teil an einem anderen festklemmen, z. B. einen Schlauch an einem Stutzen. Sie werden beispielsweise in der Automobilproduktion eingesetzt. Aus der DE 195 19 543 C2 ist eine Druckmittelzange der eingangs genannten Art bekannt, die einen Druckmittelanschluß und ein damit verbundenes Druckmittelventil, meh- rere voneinander getrennte, von dem Druckmittelventil gesteuerte Antriebskolben, ein von dem Antriebskolben antreibbares Vorschubglied und schwenkbar gelagerte Zangeneinsatzhälften, an deren inneren Hebelenden das Vorschubglied angreift, um diese zu schwenken, aufweist. Diese Druckmittelzange soll das Erreichen des erfor- derlichen Schließspaltes der Zangeneinsatzhälften unter vollem Kraftaufbau sicher- stellen und eine vom Arbeitsdruck unabhängige Beeinflussung der Schließkräfte begünstigen. Hierzu hat das Druckmittelventil einen in Querrichtung der Kolbenbe- wegung verschieblich geführten und von einem Auslöser betätigbaren Ventilstift, der in einer Ruhestellung die Verbindung der Antriebskolben mit dem Druckmit- telanschluß sperrt und diese mit einem niedrigeren Druckniveau verbindet und der in einer durch Betätigung des Auslösers erreichbaren Arbeitsstellung die Verbindung der Antriebskolben mit dem niedrigeren Druckniveau sperrt und diese mit dem Druckmittelanschluß verbindet. Zudem ist in einer sich in Bewegungsrichtung der Antriebskolben erstreckenden Führung eine Schaltstange beweglich gehalten, die von einer Feder zum Ventilstift vorgespannt ist, wobei die Schaltstange eine Außenstufe als Mitnehmer und der Antriebskolben einen die Schaltstange aufneh- menden, durchbohrten Schaft mit einer der Außenstufe zugeordneten Innenstufe als Anschlag zum Mitnehmen der Schaltstange im letzten Teilstück in seiner Bewegung zum Schließen der Zangeneinsatzhälften hat. Dabei hat der Ventilstift einen Sperr- sitz, in den die Schaltstange unter Wirkung der Feder bei Bewegung des Ventilstiftes von der Ruhe-in die Arbeitsstellung einrastet und den die Schaltstange bei ihrer Mitnahme durch den Antriebskolben freigibt. Folglich wird der Kolben zwangs- weise stets von seiner Ausgangsstellung in eine Endstellung verschoben, in der die Zange über eine ausreichende Schließdauer den erforderlichen Schließspalt erreicht.

Eine besondere Montagefreundlichkeit und modulartige Anpaßbarkeit dieser Druck- mittelzange an verschiedene Kraftanforderungen wird dadurch erreicht, daß im Ge- häuse zwischen Druckmittelventil und dem benachbart gelegenen Antriebskolben eine Zwischenwand befestigt ist, an der sich die Feder abstützt, die den Ventilstift vorspannt. Femer dadurch, daß der neben der Zwischenwand angeordnete, dem Druckmittelventil benachbarte Antriebskolben T-formig ist und den zum Vor- schubglied gerichteten, die Innenstufe aufweisenden Schaft am folgenden Antriebs- kolben abstützt. Die Einrichtungen zum Einrücken und Mitnehmen der Schaltstange sind also auf die Zwischenwand und den benachbarten Antriebskolben beschränkt. Die weiteren Antriebskolben können unabhängig davon gefertigt, montiert und in der für die erforderliche Schließkraft notwendigen Anzahl hintereinander gestaffelt werden.

Auch bei dieser Zange kann es jedoch noch zu Fehlmontagen kommen, beispiels- weise wenn der Werker die Zange falsch am Klemmring ansetzt oder Druckschwan- kungen im Druckmittelnetz auftreten, das zumeist ein Druckluftnetz ist.

Aus dem Prospektblatt"Preßkraft-Meß-und Regeleinrichtung Typ SEP"der Firma Tox-Preßtechnik, Weingarten, eingegangen am 21. Juli 1993 ist ein Einpreß-Über- wachungssystem bekannt, das an einer Presse zum Einsatz kommt und auch nur zu- sammen mit einer kompletten Presse lieferbar ist. Dieser Stand der Technik offen- bart die Preßkraftregelung und-messung von Einpreß-und Verformungsvorgängen, wofür der Istwert über Öldrucksensor oder Kraftsensor ermittelt und mit einem Sollwert dem Proportionalventil zugeführt wird. Im einzelnen dargestellt ist die An- wendung eines Öl-Drucksensors. Einzelheiten über die Anwendung eines Kraftsen- sors gehen aus der Schrift nicht hervor.

Aus der AT 395 124 B ist ein Mehrfingergreifer mit Erfassung der Greifkraft sowie räumlicher Reaktionskräfte und-momente bekannt. Dieser besteht aus einem Grei- fergehäuse, einer Trapezspindel, einem zwangsgeführten Kulissenstein mit Füh- rungsnut, in welchen die Kniehebel von Parallelogrammlenkern, an denen Greiffin- ger befestigt sind, geführt sind. Die Drehpunkte der Kniehebel der Parallelogramm- lenker befinden sich achssymmetrisch und gleichmäßig am Umfang verteilt auf dem Innenring eines Verformkörpers eines an sich bekannt Kraft-Drehmoment-Fühlers.

Dieser besteht aus einem Innenring, einem am Greifergehäuse befestigten Außen- ring, beide miteinander verbindenden, elastischen Elementen und die Vorformung der elastischen Elemente aufnehmen Meßwertgebern. Diese, auf der Erfassung von Reaktionskräften und-momenten an Getriebelagern von Greiffingern basierende Meßwerterfassung ist aufwendig, raumgreifend und verhältnismäßig ungenau.

Die DE 21 18 782 C2 betrifft ein druckmittelbetriebenes Klemmwerkzeug zum Her- stellen druckdichter Rohrverbindungen, das durch eine handbetätigte hydraulische Pumpe betrieben wird. Ein Manometer spricht auf den durch die Pumpe erzeugten Druck an und wird vom Bedienungsmann überwacht und zeigt die Beendigung des Verformungsvorganges an. Durch diese Meßeinrichtung wird die von Klemmbacken auf die zu verklemmenden Rohre ausgeübte Kraft nur verhältnismäßig ungenau an- gezeigt.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Druckmittelzange zu schaffen, die eine Montage von Klemmringen und dgl. mit weiter verbesserter Qualität ermöglicht, um den Aufwand für die Nachkontrolle der Klemmringmontage zu reduzieren.

Die Aufgabe wird durch eine Druckmittelzange mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Druckmittelzange, die vorzugsweise als Handgerät ausgeführt ist, sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daB im Kraftschluß zwischen dem Antriebs- kolben und den Zangeneinsatzhälften ein Kraftsensor zum Messen einer von der Schließkraft der Zangeneinsatzhälften abhängigen Kraft angeordnet ist. Vorzugs- weise mißt der Kraftsensor am Vorschubglied eine von der Schließkraft der Zan- geneinsatzhälften abhängige Kraft. Dafür kann er insbesondere an dem Vorschub- glied angebracht oder in dieses integriert sein. Zudem kann die Druckmittelzange mit einer Auswerteeinrichtung verbunden sein, die in die Druckmittelzange inte- griert oder an dieser angeordnet sein kann oder sich auch außerhalb der Druckmit- telzange befinden kann. Die Auswerteeinrichtung kann insbesondere zum Steuern einer Anzeige und/oder Ausschalten der Zange bei Nichteinhaltung einer Vorgabe für die Schließkraft und/oder zum Steuern des Druckes des Druckmittels auf einen das Erreichen einer Vorgabe für die Schließkraft gewährleistenden Wert und/oder zum Zuführen des Meßwertes zu einer Dokumentationseinrichtung zum Doku- mentieren der Schließkraft dienen. Daftir kann die Auswerteeinrichtung entspre- chende Einrichtungen aufweisen oder wiederum mit diesen verbunden sein. Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, daß die Schließkraft der Zangeneinsatz- hälften, d. h. die von den Zangeneinsatzhälften auf einen Klemmring oder dgl. aus- geübte Kraft, von der im Kraftfluß zwischen dem Antriebskolben und den Zan- geneinsatzhälften auftretenden Kraft abhängig ist. Insbesondere wurde festgestellt, daß die Kraft im Vorschubglied, welches vorzugsweise mit einem sich verjüngenden Vorderende, das keilförmig oder parabelförmig sein kann, gegen die inneren Hebelenden der Zangeneinsatzhälften drückt und das anderenends mit einem Kolben verschraubt sein kann, eine fast ideale lineare Abhängigkeit von der Schließkraft hat. Über den Kraftsensor ist also die Schließkraft sehr genau feststellbar. Zudem stört die Anordnung im Kraftfluß zwischen Antriebskolben und Zangeneinsatzhälften nicht die Montage, da sie nicht in den Arbeitsbereich der Zangeneinsatzhälften eingreift. Andererseits stört sie auch nicht den Druckaufbau im Bereich der An- triebskolben. Darüber hinaus wird ein Baukastensystem mit Druckmittelzangen ermöglicht, bei denen die Kraftmessung übereinstimmend ausgebildet sein kann und die sich lediglich durch die Anzahl hintereinander gestaffelter Kolben unterscheiden, die je nach gewünschter Schließkraft gewählt wird.

Die vom Kraftsensor gemessene Kraft ist im Rahmen der Erfindung auf verschie- dene Weise verwertbar. So kann sie von einer Auswerteeinrichtung zum Steuern einer Anzeige, beispielsweise einer optischen und/oder akustischen Anzeige und/oder zum Ausschalten der Druckmittelzange, jeweils bei Nichteinhaltung einer Vorgabe für die Schließkraft, verwertet werden. Bei der Vorgabe für die Schließ- kraft kann es sich um eine unbedingt zu erreichende Mindestkraft handeln. Es kann sich aber auch um eine Maximalkraft handeln oder um eine Mindestkraft und um eine Maximalkraft, die zugleich einzuhalten sind. Wenn beispielsweise die Zan- geneinsatzhälften nur auf einen Randbereich einer Klemmzone des Klemmringes einwirken, wird nur ein Bruchteil der Schließkraft erreicht, die bei korrekter Be- aufschlagung der vollständigen Klemmzone aufgebaut würde. Falls die Zangenein- satzhälften hingegen an einer falschen Zone des Klemmringes angesetzt werden, der schwerer als die Klemmzange verformbar ist, tritt eine überhöhte Schließkraft auf. Die Auswerteeinrichtung kann dies erkennen und anzeigen und/oder die Druckmittelzange vorzeitig abschalten, so daß der Werker den Fehler sogleich er- kennen und korrigieren kann.

Zusätzlich oder statt dessen kann die Auswerteeinrichtung auch den Druck des den Antrieb der Antriebskolben bewirkenden Druckmittels so steuern, daß eine Vorgabe für die Schließkraft eingehalten wird. Dafür kann sich die Auswerteeinrichtung eines Drucksteuerventils bedienen, das dem Druckmittelanschluß zugeordnet sein kann und zugleich das Druckmittelventil sein kann, welches die Bewegung der An- triebskolben steuert.

Zusätzlich oder statt dessen kann die gemessene Kraft von einer Dokumentations- einrichtung dokumentiert werden, z. B. von einem Plotter und/oder von einem PC mit einem elektronischen Speicher. Hierdurch wird über die Fehleranalyse und Feh- lerkontrolle hinaus die Möglichkeit eines Qualitätsnachweises geschaffen.

Der Kraftsensor ist bevorzugt in das Vorschubglied integriert. Beispielsweise kann er plattenfdrmig sein. Des weiteren kann er an der dem Kolben zugewandten Seite des Vorschubgliedes angeordnet sein. Bevorzugt befindet sich der Kraftsensor zwischen zwei Abschnitten des Vorschubgliedes. Er kann an einem Mittelloch, beispielsweise bei ringscheibenformiger Ausführung, auf einem Bolzen geführt sein, der sich in Kraftflußrichtung erstreckt und in dem Vorschubglied verankert ist, insbesondere durch Einschrauben. Es kommt sowohl eine Kraftmessung im Haupt- schluß als auch im Nebenschluß in Betracht, wobei im ersten Fall der gesamte Kraftfluß über den Sensor und im zweiten Fall der Kraftfluß nur teilweise über den Sensor erfolgt. In beiden Fällen kann der Sensor mit einer Kraft vorgespannt sein.

Eine Anordnung im Nebenschluß ist insbesondere gegeben, wenn der Kraftsensor an einem Mittelloch auf einem Schraubbolzen zwischen zwei Abschnitten des Vor- schubgliedes gehalten ist, wobei der Schraubbolzen mit seinen beiden Enden in die beiden Abschnitte geschraubt ist, um eine bestimmte Vorspannung auf den Kraftsensor auszuüben. Durch die Vorspannung des Sensors wird der Nullpunkt der Kraftmessung definiert.

Der Kraftsensor kann ein Dehnungsmeßstreifen (DMS)-Sensor, ein Piezo-Sensor oder jeder andere geeignete Kraftsensor sein. Insbesondere Kraftsensoren auf DMS- bzw. Piezo-Basis gibt es in Plattenform, insbesondere Ringscheibenform. Vor allem in dieser Ausführung sind sie für Integration in das Vorschubglied geeignet. Insbe- sondere DMS-Sensoren können aber auch am Mantel eines Vorschubgliedes ange- bracht sein.

Die Druckmittelzange kann einen Drucksensor zum Überwachen des Druckes des Druckmittels aufweisen. Dieser gibt das gemessene Signal an eine Auswerteeinrich- tung zur Ausgabe einer Anzeige oder zum Ausschalten der Druckmittelzange bei Nichteinhaltung einer Vorgabe für den Druck, an eine Regelungseinrichtung für den Druck und/oder an eine Dokumentationseinrichtung zum Dokumentieren des Druckes weiter.

Die Vorgabe betrifft vor allem einen Mindestdruck, der zum Erreichen der erfor- derlichen Schließkraft erforderlich ist. Sie kann aber auch einen Höchstdruck be- treffen, der zur Vermeidung unzulässig hoher Klemmkräfte, die beispielsweise zu einer Zerstörung der zu verbindenden Bauteile führen können, nicht überschritten werden darf. Auch kann die Vorgabe einen Mindestdruck und einen Maximaldruck umfassen. Die Auswerteeinrichtung gibt dem Werker durch optische oder akustische Anzeige oder durch Ausschalten der Druckmittelzange einen Hinweis, daß der für die Montage erforderliche Druck nicht vorhanden ist, wodurch Fehlmontagen vermieden werden. Letzteres kann aber auch dadurch vermieden werden, daß der Drucksensor über eine Regelungseinrichtung den Druck des Druckmittels steuert. So kann der Drucksensor eine Druckregeleinheit veranlassen, den Speisedruck für die Druckmittelzange zu erhöhen bzw. zu senken. Schließlich ist es auch möglich, den Druck mittels einer Dokumentationseinrichtung zu dokumentieren, um über eine Fehleranalyse und Fehlervermeidung hinaus einen Qualitätsbeleg für die Klemm- ringmontage zu erhalten.

Bevorzugt werden beide Lösungsvarianten bei einer Druckmittelzange gemeinsam verwirklicht. Ferner kann eine Druckmittelzange gemäß einer der Lösungsvarianten bzw. deren Kombination mit den Merkmalen der Druckmittelzange gemäß DE 195 19 543 C2 versehen werden, die das Erreichen des erforderlichen Schließspaltes sicherstellt. Hierdurch wird eine Druckmittelzange ermöglicht, die sicherstellt, daß bei jeder Klemmringmontage -der erforderliche Druck des Druckmittels vorliegt -der erforderliche Schließspalt erreicht wird und -die Schließkraft die richtigen Werte annimmt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnung eines Ausfüh- rungsbeispiels einer Druckmittelzange für Handbetrieb näher erläutert. In der Zeich- nung zeigen : Fig. 1 die Druckmittelzange in einem teilweisen Längsschnitt unter Weglassung von Einzelheiten des Steuerteiles ; Fig. 2 die Druckmittelzange in einem Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 3 ; Fig. 3 die Druckmittelzange unter Weglassung der Zangeneinsatzhälften und der diese tragenden Seitenteile in Seitenansicht ; Fig. 4 die Druckmittelzange in Hinteransicht ; Fig. 5 die Druckmittelzange unter Weglassung der Zangeneinsatzhälften und der diese tragenden Seitenteile in der Draufsicht ; Fig. 6 die Druckmittelzange in einem Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 5.

Die Druckmittelzange hat im wesentlichen vier Funktionsbereiche : Den Arbeitsbe- reich 1, den Antriebsbereich 2, den Meßbereich 3 und den Steuerbereich 4.

Der Arbeitsbereich 1 hat einen im wesentlichen ringförmigen Zangenkopf 5, der an einem Flansch 6 von einem Feststellring 7 übergriffen und an einem Ende eines zy- lindrischen Gehäuses 8 festgeschraubt ist. Beidseitig an vom herausragenden Ab- schnitten 9 des Zangenkopfes 5 sind mittels Bolzen 10 Seitenteile 11 befestigt.

Die Seitenteile 11 sind von zwei dazu quer gerichteten Einsatzbolzen 12 durchsetzt, wobei an jedem Einsatzbolzen 12 eine Zangeneinsatzhälfte 13 schwenkbar gelagert ist. Die beiden Zangeneinsatzspitzen 14 am vorderen Ende der Zangeneinsatzhälften 13 lassen sich bis auf einen Schließspalt zusammenschwenken. Dabei üben die Zan- geneinsatzspitzen 14 eine Schließkraft auf einen dazwischen mit einer Klemmzone angeordneten Klemmring aus. An ihren inneren Hebelenden tragen die Zangenein- satzhälften 13 Rollen 15. In Ruhestellung werden die Zangeneinsatzspitzen 14 von mindestens einer an den Zangeneinsatzhälften 13 angreifenden, nicht abgebildeten Feder auseinandergeschwenkt, bis die Rollen 15 einander berühren. Es können auch Zangeneinsatzhälften montiert werden, die vom eine andere Geometrie haben, um an anderen Gegenständen als Klemmringen Verpressungen vorzunehmen.

Der Antriebsbereich 2 weist ein vom aus dem Gehäuse 8 heraus-in eine Axialboh- rung 16 des Zangenkopfes 5 hineinragendes Vorschubglied 17 mit Kreisquerschnitt auf. Dieses hat einen vorderen Abschnitt 17'und einen hinteren Abschnitt 17". Der vordere Abschnitt 17 weist vorn einen keilförmigen Abschnitt 17"auf, der ganz vom einen großen Keilwinkel und dahinter einen kleineren Keilwinkel aufweist. Die beiden Abschnitte 17', 17"sind durch einen axial gerichteten Schraubbolzen 18 miteinander verbunden.

Auf dem Schraubbolzen 18 sitzt zentral zwischen den beiden Abschnitten 17', 17" des Vorschubgliedes 17 ein kreisringscheibenformiger Kraftsensor 19. Dabei kann es sich um einen DMS-oder um einen Piezo-Sensor handeln. Auf beiden Seiten des Kraftsensors 19 sitzen Kreisringscheiben 20 auf dem Schraubbolzen 18. Der Schraubbolzen 18 ist mit einem definierten Drehmoment angezogen, so daß die Abschnitte 17', 17"des Vorschubgliedes über die Kreisringscheiben 20 eine defi- nierte Vorspannkraft auf den Kraftsensor 19 ausüben, die typischerweise 10 % der mit dem Kraftsensor 19 meßbaren Maximalkraft beträgt. Die Außendurchmesser der Kreisringscheiben 18 sowie des Kraftsensors 19 entsprechen dem Außendurch- messer des Abschnittes 17".

Am Umfang des Kraftsensors 19 ist radial und gegenüber dem Sensorgehäuse ab- dichtend ein Anschlußkabel 21 herausgeführt, das durch einen Schlitz 22 des Zan- genkopfes 5 nach außen geführt ist. Der Schlitz 22 erstreckt sich über den gesamten Verschiebebereich des Kraftsensors 19, der durch seine Anfangslage bei voll geöff- neten Zangeneinsatzhälften 13 und seine Endlage beim Erreichen des Schließspaltes durch Eindrücken des keilförmigen Abschnittes 17"'zwischen die Rollen 15 defi- niert ist.

Der Schlitz 22 ist außen von einer Haube 23 abgedeckt, die bei 24 an die Seite des Zangenkopfes 5 angeflanscht ist und seitlich etwas über den Feststellring 7 und das Gehäuse 8 hinaussteht. Die Haube 23 hat einen gewölbten Hohlraum 25, der eine Verformung des Anschlußkabels 21 beim Verschieben des Kraftsensors 19 zuläßt.

Auf dem Mantel des Gehäuses 8 sitzt eine Leiste 26, die den Querschnitt eines hal- ben Kreisrohres hat, und die einenends unter dem überstehenden Bereich der Haube 23 festgeklemmt ist und anderenends unter eine Platte 27 geklemmt ist, die außen am Steuerbereich 4 festgeschraubt ist. Unter der Leiste 26 ist das Anschlußkabel 21 zum Steuerbereich 4 geführt und am Gehäuse 8 festgelegt. Unter der Platte 27 ist außerdem ein Schlauch 28 eingeklemmt, der nach hinten weggeführt ist und in dem das Anschlußkabel 21 zu einer Auswerteeinrichtung und/oder zu einer Dokumenta- tionseinrichtung geführt ist. Statt dessen ist es auch möglich, eine Auswerteein- richtung und/oder Dokumentationseinrichtung direkt in oder an der Druckmittel- zange unterzubringen.

Der Antriebsbereich 2 umfaßt ferner eine Anordnung gestaffelt hintereinander ange- ordneter Kolben. Dazu gehört ein scheibenförmiger Antriebskolben 29, der mittels einer Schraube 30 an der hinteren Stirnseite des Abschnittes 17"des Vorschubglie- des 17 fixiert ist. Der Antriebskolben 29 ist am Außenumfang zum Gehäuse 8 hin abgedichtet und darin axial beweglich geführt.

Auf der Außenseite des Abschnittes 17"sitzt neben dem Kolben 29 eine Hülse 31, die als Anschlag die Bewegung des Antriebskolbens 29 zum Zangenkopf 15 be- grenzt. Damit schützt die Hülse 31 eine schraubenförmige Rückführungsfeder 32, die einenends am Antriebskolben 29 und anderenends am Zangenkopf 5 abgestützt ist und bestrebt ist, den Antriebskolben 29 vom Zangenkopf 5 wegzudrücken. Die Rückführungsfeder 32 schiebt den Antriebskolben 29 bei Druckentlastung bis an eine ringscheibenformige Zwischenwand 32, die im Gehäuse 8 fixiert ist. Im Ge- häuse 8 ist eine weitere Zwischenwand 33 in einem Abstand von der Zwischenwand 32 und noch eine weitere Zwischenwand 34 in einem entsprechenden Abstand von der Zwischenwand 33 fixiert.

In den mittleren Öffnungen der ringscheibenförmigen Zwischenwände 32,33,34 sind jeweils Schäfte 35,36,37 T-formiger Antriebskolben 38,39,40 abdichtend geführt. Diese haben Kolbenscheiben 41 42,43, die am Umfang abdichtend im Ge- häuse 8 geführt und darin axial beweglich sind. Da sich die Antriebskolben 38,39, 40 am Antriebskolben 29 und aneinander abstützen, werden sie bei Druckentlastung von der Rückführungsfeder 32 bis zu Anlage an den Zwischenwänden 33,34 bzw. einem Absatz 44 des Steuerbereiches 4 zurückgeschoben.

Die Antriebskolben 38,39,40 sind mit zentralen, axial gerichteten Durchbohrungen 45,46,47 versehen, die mit Ausnehmungen 48,49,50 an den auf benachbarten An- triebskolben aufsitzenden Enden der Schäfte 35,36,37 kommunizieren. Wenn nun vom Steuerbereich 4 Druckluft auf die diesem zugewandte Seite der Kolbenscheibe 43 gegeben wird, beaufschlagt diese durch die Durchbohrungen 45,46,47 und die Ausnehmungen 48,49,50 zugleich die Kolbenscheiben 29,41,42. Infolgedessen werden sämtliche Antriebskolben 29,38,39,40 zum Arbeitsbereich 1 hin verscho- ben, wobei das Vorschubglied 17 mit seinem Keilabschnitt 17"'die Rollen 15 aus- einanderdrückt und die Zangenbacken 14 zusammenschwenkt. Werden hingegen die Antriebskolben 29,38,39,40 vom Steuerbereich 4 anstatt mit Druckluft mit atmosphärischem Druck beaufschlagt, so schiebt die Rückfiihrungsfeder 32 die Antriebskolben 29,38,39,40 in die Ausgangsstellung zurück. Dabei ist die druck- lose Seite des Antriebskolbens 29 durch den Zangenkopf 5 belüftet und die druck- lose Seite der Antriebskolben 38,39,40 durch Belüftungsöffnungen 51,52,53 im Gehäuse 8.

An einem Steuergehäuse 54 des Steuerbereiches 4 ist ein Auslösehebel 55 schwenk- bar gelagert, der von einer-nicht dargestellten-Feder vom Gehäuse 8 wegge- drückt wird. Das Steuergehäuse 54 ist auf das hintere Ende des Gehäuses 8 ge- schraubt. Durch Schwenken des Auslösehebels 55 zum Gehäuse 8 werden die An- triebskolben 29,38,39,40 mit Druckluft beaufschlagt und durch Entlastung des Auslösehebels 54 werden sie mit Atmosphäre verbunden. Bei Betätigung wirkt der Auslösehebel 55 auf ein-aus Gründen der Vereinfachung-nicht dargestelltes Druckmittelventil ein, das über einen Druckmittelanschluß 56 mit einer Druckmit- telleitung und mit einer Öffnung zur Atmosphäre des Steuergehäuses 54 verbunden ist.

Der Steuerbereich 4 kann ausgeführt sein, wie in dem DE-GM 89 00 250 beschrie- ben. Vorzugsweise ist er jedoch wie in der DE 195 19 543 C2 dargestellt ausgeführt.

Dann hat er insbesondere einen in Querrichtung der Kolbenbewegung verschieblich geführten, vom Auslösehebel 55 betätigbaren Ventilstift, der mit einer an einer weiteren Zwischenwand geführten Schaltstange zusammenwirkt, die wiederum mit dem Kolben 40 zusammenwirkt, um das Erreichen eines vorgegebenen Schließ- spaltes sicherzustellen.

Beim Zusammenschwenken der Zangeneinsatzspitzen 14 der Zangeneinsatzhälften 13 wird über das Vorschubglied 17 eine Kraft übertragen, die im Nebenschluß auch über den Kraftsensor 19 übertragen wird. Diese Kraft ist linear abhängig von der zwischen den Zangeneinsatzspitzen 14 wirksamen Schließkraft. Sie wird über das Anschlußkabel 21 einer Auswertung bzw. Dokumentation zugeführt, wodurch eine Kontrolle über die Qualität der Schellenmontage gegeben ist. Zusätzlich wird die dem Druckmittelanschluß 56 zugeführte Druckluft über einen im Steuerbereich 4 oder extern angeordneten Drucksensor 57 überwacht, damit beim Unterschreiten des vorgegebenen Mindestdruckes bzw. Überschreiten eines vorge- gebenen Maximaldruckes eine Klemmringmontage verhindert oder korrigiert wird, wobei gegebenenfalls automatisch ein Nachstellen des Luftdruckes erfolgt. Der Drucksensor 57 ist über ein weiteres Anschlußkabel 58 mit einer-hier externen- Auswerte-und/oder Schalt-und/oder Regelungs-und/oder Dokumentationsein- richtung verbunden.

Das Ausführungsbeispiel verdeutlicht, daß zwecks Erreichung einer gewünschten Schließkraft lediglich die Anzahl hintereinander gestaffelter Kolben 29,38,39,40 und entsprechend die Länge des Gehäuses 8 geändert werden muß. Dabei kann im- mer das gleiche Vorschubglied 17 mit dem integrierten Kraftsensor 19 zur Anwen- dung kommen und der Arbeitsbereich 1 und der Steuerbereich 4 brauchen nicht geändert zu werden.