Die Erfindung betrifft ein pneumatisch betätigbares Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 1163979 Al sind eine Vorrichtung zum pneumatischen Betätigen eines Werkzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine pneumatische Zange bekannt.

Pneumatische Zangen zum Verpressen und Festklemmen von Klemmrin gen, Bolzen, Kabelschuhen, Briden etc. sind bekannt. Insbesonde re werden pneumatische Zangen in der Automobilindustrie verwen det, wo diese Zangen für das Festklemmen von Klemmringen bei der Montage von Schläuchen, Faltbälgen etc. an Stutzen, Gelenkwellen und dergleichen genutzt werden.

Aus DE 3742782 A ist eine Druckmittelzange für Federbandschel len mit einem ventilgesteuerten Druckmittelanschluss und einem keilförmigen Vorschubglied bekannt. Weitere derartige Zangen sind aus den Dokumenten DE 8900250 U, DE 19519543 A,

DE 29509976 U und DE 9111366 U bekannt.

In den aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugen wird ein Druckzylinder durch Betätigen einer Auslöseeinheit mit Druck be aufschlagt. In einigen Fällen umfasst das Werkzeug oder eine Druckversorgung eine elektronische Regelungseinheit, die auf grund einer Fehlfunktion unerwartet Druck auf die Auslöseeinheit geben und das Werkzeug schließen könnte. Die Werkzeuge nach dem Stand der Technik haben keinerlei mechanische Sicherheits- Einrichtungen, die die Energiezufuhr (Druckluft) unterbrechen könnten. Sollte unerwartet Druck auf die Auslöseeinheit gegeben werden, beispielsweise infolge eines Softwarefehlers, schließt die Zange, bzw. deren Backen. Dies kann zu gefährlichen Situati onen führen. Deshalb stellen unterschiedliche Normen sicher, dass diese unerwartete Schließung vermieden wird. Da eine Firm ware mit einfachem Aufbau gemäß gängigen Normen nie als voll ständig sicher gilt, muss die Auslöseeinheit redundant aufgebaut werden, insbesondere wird dies mit einer elektronisch redundant aufgebauten Regelungseinheit erreicht.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Al ternative zum elektronisch redundanten Aufbau der Auslöseeinheit bereitzustellen und effektiv zu verhindern, dass das Werkzeug bei unerwartetem Druckaufbau Schäden verursachen kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein pneumatisches Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht aus von einem pneumatischen Werkzeug, insbe sondere einem elektronisch geregelten, pneumatischen Werkzeug, bei dem der aufgebrachte Druck elektronisch überwacht wird. Das Werkzeug umfasst einen Handgriff, einen am Handgriff angeordne ten Sicherheitsschalthebel zum Betätigen eines Ventils und einen Druckmittelanschluss, wobei das Ventil einen zwischen einer Grundstellung und wenigstens einer weiteren Stellung bewegbaren Ventilkörper umfasst, wobei in der Grundstellung eine Verbindung zwischen dem Druckmittelanschluss und einem Druckzylinder des Werkzeugs unterbrochen ist und in der weiteren Stellung die Ver bindung zwischen dem Druckmittelanschluss und dem Druckzylinder des Werkzeugs hergestellt ist.

Bei dem Werkzeug kann es sich insbesondere um eine Zange han deln, es ist jedoch auch eine Nutzung der Erfindung in anderen Werkzeugen denkbar.

Es wird vorgeschlagen, dass der Druckzylinder mit dem Verschie ben des Ventilkörpers in die Grundstellung entlüftet wird und ein am Druckmittelanschluss anliegender Druck den Ventilkörper bei losgelassenem Sicherheitsschalthebel in die Grundstellung verschiebt. Das Ventil wird durch die Wirkung des Drucks ohne manuellen Eingriff sicher in die Grundstellung zurückgestellt, wenn der Benutzer den Sicherheitsschalthebel loslässt, bei spielswiese weil er sich verletzt hat. Gleichzeitig wird der Druckzylinder entlüftet, so dass ggf. eingeklemmte Elemente wie Finger oder Kleidung sicher entfernt werden können.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventilkörper als eine auf einem Druckversorgungs- Anschlussstutzen verschiebbare Manschette ausgestaltet, deren Innenfläche mit einer Außenfläche des Druckversorgungs- Anschlussstutzens eine Druckkammer einschließt, wobei die beiden axialen Stirnseiten der Druckkammer von Innenflächen der Man schette gebildet sind und unterschiedliche Flächeninhalte bzw. Druck-Angriffsflächen haben. Dadurch kann die gewünschte Funk tionalität bei robuster und kompakter Bauweise erreicht werden.

Die unterschiedlichen Druck-Angriffsflächen lassen sich beson ders einfach realisieren, wenn ein Außendurchmesser des Druck- versorgungs-Anschlussstutzens an einer zum Druckzylinder hin ge öffneten Seite größer ist als ein Außendurchmesser des Druckver- sorgungs-Anschlussstutzens an einer zum Druckmittelanschluss hin geöffneten Seite. Dabei entsprechen bei einer axial verschieb baren Manschette die axialen Projektionen der inneren Stirnflä chen der Manschette den Druck-Angriffsflächen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann insbeson dere der Druckversorgungs-Anschlussstutzen eine erste, zum Druckmittelanschluss hin geöffnete Innenbohrung und eine zweite, zum Druckzylinder hin geöffnete Innenbohrung sowie erste und zweite, insbesondere radiale Druckdurchlass-Bohrungen umfassen, wobei letztere jeweils die erste bzw. zweite Innenbohrung mit der Außenfläche des Druckversorgungs-Anschlussstutzens verbin den. In der Grundstellung münden die ersten Durchlass-Bohrungen in die Druckkammer und die zweiten Durchlass-Bohrungen sind zum Entlüften freigegeben. Dadurch wird in der Grundstellung der Druckzylinder entlüftet. In der weiteren Stellung münden die ersten und die zweiten Durchlass-Bohrungen in die Druckkammer, so dass der Druck aus dem Druckmittelanschluss durch die ersten Druckdurchlass-Bohrungen in die Druckkammer, von dort durch die zweiten Druckdurchlass-Bohrungen in die zweite Innenbohrung und damit zum Druckzylinder weitergeleitet wird. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Werkzeug ferner eine Feder, die eine Rückstellkraft erzeugt, welche den Ventilkörper bei losgelassenem Sicherheitsschalthebel in die Grundstellung verschiebt. Die Feder kann den Druck bei der Rückstellung des Ventilkörpers unterstützen, so dass auch bei geringen Drücken (oder sogar ohne Druck im System) das Ventil in die sichere, ge schlossene Grundstellung überführt wird. Die Feder kann dabei so ausgelegt sein, dass sicher immer eine Reibkraft des Ventilkör pers überwunden werden kann, so dass eine weitere Redundanz des Sicherheitsventils erzeugt wird.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, direkt in der Aus- löseeinheit des erfindungsgemäßen Werkzeugs ein 3/2 Wege- Sicherheitsventil vorzusehen und so zu verhindern, dass das Werkzeug bzw. die Zange sich bei unerwartetem Druckaufbau schließt und so Personen verletzen kann. Das Sicherheitsventil gibt nur dann den Druckdurchgang frei, wenn dies auch notwendig ist.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Sicherheitsventil rein me chanisch bedienbar ist. Dies hat verschiedene Vorteile, insbe sondere, dass keine zusätzliche Elektronik nötig ist, der Bau raum, der sehr eng ist, nicht überbelastet wird und die Griff kraft, die es ohnehin braucht, um die Auslöseeinheit festzuhal ten, genutzt werden kann.

Die Erfindung gewährleistet, dass beim Nichtdrücken des Sicher heitsschalthebels die Druckluft immer unterbrochen ist. Dies entspricht der sicheren Grundstellung. Gleichzeitig wird in der Grundstellung der Druckzylinder des Werkzeugs sicher entlüftet. Wird nun der der Sicherheitsschalthebel gedrückt, wird das das Sicherheitsventil so gestellt, dass die Entlüftung geschlossen wird und der Druck ungehindert in die Zange gelangen kann. Dabei soll das Sicherheitsventil ohne Betätigung in die sichere Druckstellung zurückgestellt werden, damit das Werkzeug automa tisch gesperrt und entlüftet wird. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Fi gurenbeschreibung. Die gesamte Beschreibung, die Ansprüche und die Figuren offenbaren Merkmale der Erfindung in speziellen Aus führungsbeispielen und Kombinationen. Der Fachmann wird die Merkmale auch einzeln betrachten und zu weiteren Kombinationen oder Unterkombinationen zusammenfassen, um die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, an seine Bedürfnisse oder an spezielle Anwendungsbereiche anzupassen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 ein als Zange ausgebildetes pneumatisches Werk zeug nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 ein Ventil des Werkzeugs aus Fig. 1 in einer

Grundstellung;

Fig. 3 das Ventil aus Fig. 2 in einer weiteren Stellung; Fig. 4a und 4b das Ventil aus den Figuren 2 und 3 in einem größeren Kontext;

Fig. 5a und 5b einen ersten Längsschnitt eines Handgriffs eines pneumatischen Werkzeugs gemäß der Erfindung; und Fig. 6a und 6b einen zweiten Längsschnitt eines Handgriffs eines pneumatischen Werkzeugs gemäß der Erfindung.

Figur 1 zeigt ein als Zange ausgebildetes pneumatisches Werk zeug 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Zange ist für das Verbauen von Rohrschellen, Schlauchbriden, Klemmringen etc. ausgelegt. In einem Druckzylinder 12 sind meh rere in Serie bzw. in Reihe hintereinander angeordnete Kolben 14 angeordnet.

Am hinteren Ende der handbetätigbaren pneumatischen Zange ist ein Druckmittelanschluss 16 vorgesehen, mittels dessen die Zange über eine Druckleitung (nicht dargestellt) an ein Druckmittel, wie beispielsweise an Pressluft, angeschlossen werden kann, wo bei die Druckmittelzufuhr mittels eines Sicherheitsschalthebels 18, der ein Ventil 22 betätigt, geöffnet bzw. das Werkzeug 10 entlüftet werden kann. Die einzelnen Kolben 14 weisen einen Durchgang durch die Kolben stangen auf, um Druckmittel hindurchtreten zu lassen. Im Bereich des frontseitigen Endes der Kolbenstangen sind radial nach außen gerichtet Austrittsöffnungen vorgesehen. Durch die Austrittöff nungen kann Druckluft austreten. Durch die Druckluft wird der nächstfolgende Kolben 14 vorwärtsgetrieben. Der Durchtritt der Druckluft durch den Durchgang der nächstfolgenden Kolbenstange wiederholt sich in analoger Art und Weise.

In Richtung des Zangenwerkzeugs 20 am den vordersten Kolben 14 folgt der sogenannte Keilkolben 24, an dessen Frontseite ein keilförmiges Vorschubglied angeordnet ist, zum Betätigen des Zangenkopfes bzw. Zangenwerkzeugs 20. Durch den mittels des Druckmittels, vorwärts getriebenen Keilkolben 24 werden die bei den beispielsweise auf Bolzen gelagerten Zangenbacken des Zan genwerkzeugs 20 im hinteren Bereich auseinandergetrieben, indem sich die Keilfläche zwischen zwei Rollen schiebt. Gleichzeitig werden die beiden Zangenbacken des Zangenwerkzeugs 20 frontsei tig in Schließrichtung zusammengetrieben, um beispielsweise eine Schlauchbride festzuklemmen bzw. Ohrklemmen oder dergleichen durch Betätigen des Zangenwerkzeugs 20 zu verpressen.

Ferner umfasst das pneumatische Werkzeug einen Handgriff 26, an welchem der Sicherheitsschalthebel 18 zum Betätigen des Ventils 22 angeordnet ist. Im Handgriff 26 ist ferner eine Platine mit einer elektronischen Schalteinheit 38 vorgesehen, die über die Signalleitung in der Druckleitung ein Druckanforderungssignal an die Druckquelle ausgibt.

Fig. 2 zeigt das Ventil 22 in der Grundstellung, in welcher eine Verbindung zwischen dem Druckmittelanschluss 16 und einem Druck zylinder 12 des Werkzeugs 10 unterbrochen ist. Das Ventil 22 um fasst einen als Manschette ausgebildeten Ventilkörper 28, der zwischen der Grundstellung und wenigstens einer weiteren Stel lung (Fig. 3) bewegbar auf einem Druckversorgungs- Anschlussstutzen 30 angeordnet ist. Der Druckversorgungs-Anschlussstutzen 30 hat eine erste, zum Druckmittelanschluss 16 hin geöffnete Innenbohrung 30a und eine zweite, zum Druckzylinder 12 hin geöffnete Innenbohrung 30b so wie erste und zweite radiale Druckdurchlass-Bohrungen 32a, 32b. Die Druckdurchlass-Bohrungen 32a, 32b verbinden jeweils die ers te oder zweite Innenbohrung 30a, 30b mit der Außenfläche des Druckversorgungs-Anschlussstutzens 30. In der in Fig. 2 darge stellten Grundstellung münden die ersten Druckdurchlass- Bohrungen 32a in eine Druckkammer 34 des Ventils 22 und die zweiten Druckdurchlass-Bohrungen 32b sind zum Entlüften freige geben.

Mit dem Verschieben des Ventilkörpers 28 in die Grundstellung kann der Druckzylinder 12 daher über die zweiten Druckdurchlass- Bohrungen 32b entlüftet werden.

Die Innenfläche des auf dem Druckversorgungs-Anschlussstutzen 30 verschiebbaren, als Manschette ausgestalteten Ventilkörpers 28 schließt mit einer Außenfläche des Druckversorgungs- Anschlussstutzens 30 die Druckkammer 34 ein, wobei die beiden axialen Stirnseiten 34a, 34b der Druckkammer 34 von Innenflächen der Manschette gebildet sind und unterschiedliche Flächeninhalte haben. Durch die unterschiedlichen Flächeninhalte ergeben sich unterschiedliche, in entgegengesetzte Richtungen wirkende Druck kräfte und eine resultierende Kraft, die in der Richtung der Stirnseite 34b mit der größeren Fläche wirkt, also in Fig. 2 und 3 nach rechts, und den Ventilkörper 28 in Richtung der Grund stellung verschiebt. Ein am Druckmittelanschluss 16 anliegender Druck verschiebt daher den Ventilkörper 28 bei losgelassenem Si cherheitsschalthebel 18 in der Orientierung gemäß Fig. 2 und 3 nach rechts in die Grundstellung, ohne dass vom Benutzer oder anderweitig eine weitere Kraft auf den Ventilkörper 28 ausgeübt werden muss.

An den inneren Rändern der Stirnseiten 30a,30b des Ventilkörpers 28, die den Außenflächen des Druckversorgungs-Anschlussstutzens 30 zugewandt sind, sind Dichtringe 36 vorgesehen, die die Druck kammer 34 abdichten. Insbesondere die Verwendung von Lippendich- tungen mit einem X-Profil, also von X-Ringen oder Quad-Ringen, hat den Vorteil einer geringen Haftreibung und dynamischen Rei bung.

Das Ventil 22 wird demnach durch die Wirkung des Drucks ohne ma nuellen Eingriff sicher in die Grundstellung (Fig. 2) gestellt, wenn der Benutzer den Sicherheitsschalthebel 18 loslässt, bei spielswiese weil er sich verletzt hat. Gleichzeitig wird der Druckzylinder 12 entlüftet, so dass ggf. eingeklemmte Elemente wie Finger, Kleidung oder dergleichen problemlos sicher entfernt werden können.

Die unterschiedlichen Flächen werden durch unterschiedliche Au ßendurchmesser des Druckversorgungs-Anschlussstutzens 30 er reicht, und zwar dadurch, dass der Außendurchmesser des Druck- versorgungs-Anschlussstutzens 30 an einer zum Druckzylinder 12 hin geöffneten Seite größer ist als ein Außendurchmesser des Druckversorgungs-Anschlussstutzens 30 an einer zum Druckmittel anschluss 16 hin geöffneten Seite. Die Bereiche mit unter schiedlichen Außendurchmessern sind durch eine Stufe getrennt, die von der Manschette des Ventilkörpers 28 überbrückt wird.

Fig. 3 zeigt das Ventil 22 in der weiteren Stellung, in welcher die Verbindung zwischen dem Druckmittelanschluss 16 und dem Druckzylinder 12 des Werkzeugs hergestellt ist. In der weiteren Stellung münden sowohl die ersten als auch die zweiten Durch lass-Bohrungen 32a, 32b in die Druckkammer 34. Damit ist eine Druckverbindung vom Druckmittelanschluss 16 über die Druckkammer 34 zum Druckzylinder 12 hergestellt.

Durch die Betätigung des Sicherheitsschalthebels 18 wird das Ventil 22 betätigt und damit geöffnet bzw. in die Konfiguration der Fig. 3 bewegt, wobei der als Manschette ausgestaltete Ven tilkörper 28 in der Ansicht gemäß Fig. 3 nach links geschoben wird. Durch Halten des Sicherheitsschalthebels 18 wird das Ven til 22 offengehalten (Fig. 3). Wird nun der Sicherheitsschalthe bel 18 losgelassen, z.B. infolge eines eingeklemmten Fingers, schließt sich das Ventil 22 aufgrund des fortwirkenden Drucks automatisch (Fig. 2).

Die zum Schließen genutzte resultierende Kraft ergibt sich, weil die druckbeaufschlagten Flächen nicht identisch sind. In die Richtung der Grundstellung ist die Ringfläche größer, was zu ei ner resultierenden Kraft der Selbstschließung führt. Damit wird sichergestellt, dass sich das Ventil 22 unter Druck immer schließt.

Bei anliegendem Druck ist das Ventil 22 daher nicht wie reguläre 3/2 Ventile bistabil sondern monostabil.

Fig. 4a und 4b zeigen das Ventil aus den Figuren 2 und 3 in ei nem größeren Kontext. In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 4a und 4b ist eine Feder 36 vorgesehen, die eine Rückstellkraft er zeugt, welche den Ventilkörper 28 bei losgelassenem Sicherheits schalthebel 18 in die Grundstellung verschiebt und in die glei che Richtung wirkt wie die aus den Druckkräften resultierende Kraft. Die Feder 36 unterstützt demnach bei der Rückstellung des Ventilkörpers 28 die Druckkräfte derart, dass auch bei geringen Drücken oder ganz ohne Druck das Ventil 22 in die sichere, ge schlossene Grundstellung überführt wird. Es sind aber auch Aus führungsbeispiele ohne die zusätzliche Feder 36 denkbar.

Der Druckversorgungs-Anschlussstutzen 30 ist in ein Adapterstück 40 zum Anschluss eines Druckversorgungs-Schlauchs (mit inte grierter Signalleitung) eingesetzt. Ein axial vorderes Ende des Adapterstücks 40 bildet einen Anschlag für den Ventilkörper 28. Dort ist ein O-Ring 42 zum Dämpfen des Anschlags vorgesehen.

Fig. 5a und 5b zeigen einen ersten Längs-Teilschnitt des Hand griffs 26 des pneumatischen Werkzeugs gemäß der Erfindung. Der Ventilkörper 28 ist mit einer Schräge 44 ausgestattet, auf der ein mit dem Sicherheitsschalthebel 18 verbundener Vorsprung 46 mit einer korrespondierenden Schräge gleitet. Der Sicherheits schalthebel 18 ist über ein am hinteren Ende des Handgriffs 26 angeordnetes Gelenk schwenkbar mit dem Handgriff 26 verbunden. Beim Greifen des Handgriffs 26 mit einer Hand schwenkt der Be nutzer den Sicherheitsschalthebel 18 aus einer geschlossenen Stellung (Fig. 5a) nach innen in eine offene Stellung (Fig. 5b) und der Ventilkörper 28 wird über den Vorsprung 46 und die Schräge 44 in die offene Stellung geschoben.

Fig. 6a und 6b ist ein zweiter Längs-Teilschnitt des Handgriffs 26 des pneumatischen Werkzeugs gemäß der Erfindung. Ein am Ven tilkörper 28 befestigter, winkelförmiger Schaltfortsatz 48 betä tigt einen im Handgriff 26 angeordneten Sicherheitsschalter 50, der geschlossen sein muss, damit die im Handgriff 26 angeordnete elektronische Schalteinheit 38 über die Signalleitung in der Druckleitung ein Druckanforderungssignal an die Druckquelle aus gibt. Beim Verschieben des Schaltkörpers 28 in die offene Stel lung wird über den Schaltfortsatz 48 der Sicherheitsschalter 50 betätigt und ein Kontakt im Sicherheitsschalter geschlossen, wo mit eine in die Logik der elektronischen Schalteinheit 38 imple mentierte notwendige Bedingung zum Auslösen des Druckanforde rungssignals erfüllt ist. Der Schaltfortsatz 48 stellt daher eine mechanische Verbindung zwischen dem Ventilkörper 28 und dem elektromechanischen Sicherheitsschalter 50 her, die der elektro nischen Schalteinheit 38 eine Überwachung des Ventils 22 er laubt.

Bezugszeichenliste

10 Werkzeug 12 Druckzylinder 14 Kolben

16 Druckmittelanschluss

18 Sicherheitsschalthebel

20 Zangenwerkzeug

22 Ventil

24 Keilkolben

26 Handgriff

28 Ventilkörper

30 Anschlussstutzen

32a, 32b Druckdurchlass-Bohrungen 34 Druckkammer 36 Feder 38 Schalteinheit 40 Adapterstück 42 O-Ring

44 Schräge 46 Vorsprung 48 Schaltfortsatz 50 Sicherheitsschalter