用于气动操作式工具的安全阀的制作方法

用于气动操作式工具的安全阀
1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的气动操作式的工具。
2.由文献ep 1163979 a1已知一种用于根据权利要求1的前序部分所述的用于对工具进行气动操作的设备以及一种气动钳。
3.已知用于对夹紧环、销栓、电缆线接头、弹簧夹等进行挤压和卡紧的气动钳。气动钳尤其应用于汽车工业中，在该领域中这些钳子被用于在将软管、波纹管等装配在支柱、万向接轴等上的过程中将锁紧环卡紧。
4.由文献de 3742782 a已知用于弹簧带夹的压力介质钳，该弹簧带夹具有阀控制的压力介质接头和楔形的进给机构。其他该类型的钳子由文献de89 00 250u、de 195 19 543a、de 295 09 976u和de 91 11 366 u中已知。
5.在由现有技术已知的工具中，通过对触发单元的操作而使压力加载压力缸。在一些情况下，所述工具或压力供应包括电子调节单元，所述电子调节单元可能会因故障而意外地将压力施加在触发单元上并且闭合工具。根据现有技术的工具根本不具有机械式的保险装置，而所述保险装置本应该能够中断能量输入(压力空气)。如果例如因软件错误而使压力意外地施加在触发单元上，则钳子及其钳口闭合。这会导致危险的情形。因此，不同的标准保证避免这种意外的闭合。由于根据通用的标准具有简单结构的硬件根本不是完全可靠的，因此必须冗余地设计触发单元，尤其是利用电子冗余设计的调节单元实现这一点。
6.本发明所要解决的技术问题尤其在于，提供一种相对于触发单元的电子冗余结构的备选方案，并且有效地避免工具在意外的压力施加时所导致的损伤。
7.该技术问题通过具有权利要求1的特征的气动工具来解决。本发明的有利的设计方式由从属权利要求给出。
8.本发明基于一种气动工具、尤其电子调节的气动工具，其中，施加的压力以电子方式被监控。该工具包括手柄、布置在所述手柄上的用于操作阀的安全开关杆和压力介质接头，其中，所述阀包括在基础位置和至少一个其他位置之间可活动的阀体，其中，在基础位置中，压力介质接头与工具的压力缸之间的连接被中断，并且在所述其他位置中，压力介质接头与工具的压力缸之间的连接被建立。
9.所述工具尤其可以涉及钳子，然而也可以考虑将本发明用于其他工具。
10.根据规定，压力缸随着阀体朝基础位置的移动而排气，并且作用于压力介质接头上的压力使得阀体在安全开关杆松开时朝基础位置移动。当使用者松开安全开关杆时，例如由于使用者离开，所述阀通过压力的作用在无需手动干预的情况下可靠地复位至基础位置。同时，压力缸排气，从而能够将可能被卡住的元件、例如手指或衣服可靠地移开。
11.在本发明的一种特别有利的设计方式中，阀体构造为在压力供应接头管上可移动的轴圈(或称为轴套、轴环)，所述轴圈的内表面连同压力供应接头管的外表面围成压力腔，其中，所述压力腔的两个轴向的端面通过轴圈的内表面构成并且具有不同的面积或者说压力作用面。由此能够在牢固且结构紧凑的情况下实现期望的功能性。
12.允许简单地实现不同的压力作用面，尤其是当压力供应接头管在朝向压力缸开放的一侧上的外直径大于压力供应接头管在朝向压力介质接头开放的一侧上的外直径时。在
此，对于轴向可移动的轴圈而言，轴圈的内端面的轴向投影相当于压力作用面。
13.在本发明的一种优选的设计方式中，压力供应接头管尤其可以包括朝向用来介质接头开放的第一内部孔和朝向压力缸开放的第二内部孔以及尤其径向的第一和第二压力通路孔，其中，后者分别将第一或第二内部孔与压力供应接头管的外表面连通。在基础位置中，第一通道孔通入压力腔，并且第二通道孔自由敞开以进行排气。由此，在基础位置中使得压力缸排气。在所述其他位置中，第一和第二通道孔均通入压力腔，从而使压力从压力介质接头经过第一压力通路孔传导至压力腔中，从该处通过第二压力通路孔传导至第二内部孔并进而传导至压力缸中。
14.在另一种设计方式中，工具还包括生成复位力的弹簧，在安全开关杆松开时所述复位力将阀体推向基础位置。所述弹簧可以在阀体复位过程中提供压力，从而即使在压力较低(甚至在系统中无压力时)使阀转换至更安全的关闭的基础位置中。在此，弹簧可以设计为，能够可靠地始终克服阀体的额摩擦力，从而形成安全阀的另外的冗余度。
15.换言之，本发明规定，直接在根据本发明的触发单元中设置3/2通安全阀，并且由此避免工具或者说钳子在意外的压力施加闭合并避免由此伤人。安全阀只有在必要时才释放压力通道。
16.此外还规定，安全阀能够纯粹机械式地操作。这具有不同的优点，尤其是不需要额外的电子元件，不占用非常狭窄的结构空间，并且能够使用原本就用于握紧触发单元的抓握力。
17.本发明确保：在不按压安全开关杆的情况下使得压力空气始终不中断。这相当于更安全的基础位置。同时，工具的压力缸在基础位置中可靠地排气。如果按压安全开关杆，则安全阀调整为关闭排气并且压力能够顺利地到达钳子。在此，压力阀应该无需操作地复位至可靠的压力位置，由此自动地关断工具并排气。
18.由以下附图说明给出其他技术特征和优点。全部说明书、权利要求和附图公开了本技术的在具体实施例和结合中的特征。本领域技术人员也可以将技术特征单独看待并且结合成其他组合或下位组合，从而将权利要求中所定义的本发明根据其需要或具体的应用领域而进行调整。
19.在附图中：
20.图1示出根据本发明的第一实施例的构造为钳子的气动工具；
21.图2示出处于基础位置中的图1中的工具的阀；
22.图3示出处于其他位置中的图2的阀；
23.图4a和图4b示出在更宽范围内的图2和图3的阀；
24.图5a和图5b示出根据本发明的气动工具的手柄的第一纵剖图；并且图6a和图6b示出根据本发明的气动工具的手柄的第二纵剖图。
25.图1示出根据本发明的第一实施例的构造为钳子的气动工具10。
26.钳子设计用于管夹、软管弹簧夹、锁紧环等的安装。在压力缸12中布置有多个成行或者说成串地先后依次布置的活塞14。
27.在可手动操作的气动钳的后端上设置有压力介质接头16，借助所述压力介质接头能够使钳子通过压力管路(未示出)与压力介质、例如挤压空气连通，其中，借助操作阀22的安全开关杆18能够打开压力介质入口或者使工具10排气。
28.各个活塞14具有穿过活塞杆的通道，以便允许压力介质穿过。在活塞杆的前侧的端部的区域中设置径向向外指向的排放孔。通过所述排放孔能够排出压力空气。通过压力空气使后方的活塞14向前驱动。通过类似的方式或方法，重复压力空气通过后方活塞杆的通道的穿行。
29.在最前方的活塞14上朝向钳工具20的方向跟随着所谓的楔形活塞24，在所述楔形活塞的前侧上布置楔形的进给机构，用于操作钳头或者说钳工具20。通过借助压力介质向前驱动的楔形活塞24，钳工具20的两个例如支承在销栓上的钳口在后部区域中驱动张开，其方式在于楔形面推进两个辊子之间。同时，钳工具20的两个钳口在前侧朝闭合方向驱动合拢，以便例如卡紧软管弹簧夹或者通过操作钳工具20压紧耳夹等。
30.此外，气动工具还包括手柄26，在所述手柄上布置有用于操作阀22的安全开关杆18。在手柄26中还设置了带有电子开关单元38的印制电路板，所述电子开关单元通过压力管路中的信号线路向压力源发出压力请求信号。
31.图2示出处于基础位置中的阀22，在所述基础位置中，压力介质接头16与工具10的压力缸12之间的连接被中断。阀22包括构造为轴圈的阀体28，所述阀体布置在压力供应接头管30上，并且可在基础位置与至少一个其他位置(见图3)之间活动。
32.压力供应接头管30具有朝向压力介质接头16开放的第一内部孔30a和朝向压力缸12开放的第二内部孔30b以及径向的第一和第二压力通路孔32a、32b。所述压力通路孔32a、32b分别将第一或第二内部孔30a、30b与压力供应接头管30的外表面连通。在图2所示的基础位置中，第一压力通路孔32a通入阀22的压力腔34中，并且第二压力通路孔32b为排气而自由敞露。
33.因此，随着阀体28朝基础位置的移动，压力缸12通过第二压力通路孔32b排气。
34.在压力供应接头管30上可移动的、构造为轴圈的阀体28的内表面连同压力供应接头管30的外表面围成压力腔34，其中，压力腔34的两个轴向的端面34a、34b通过轴圈的内表面构成并且具有不同的面积。通过不同的面积，形成了不同的、向相反方向作用的压力，并且合力朝具有更大面积的端面34b的方向作用，也就是说在图2和图3中朝右作用，并且阀体28朝基础位置的方向移动。因此，施加在压力介质接头16上的压力使阀体28在安全开关杆18松开的情况下沿根据图2和图3的定向朝右移动至基础位置，而无需使用者或其他方式将其他的力施加在阀体28上。
35.在阀体28的端面30a、30b的面向压力供应接头管30的外表面的内边缘上设置有密封件36，所述密封件将压力腔34密封。尤其使用具有x形廓、也即o形环或四边形环的密封唇具有粘附摩擦和动摩擦低的优点。
36.当使用者松开安全开关杆18时，例如由于使用者离开，所述阀22通过压力的作用在无需手动干预的情况下可靠地复位至基础位置(见图2)。同时，压力缸12排气，从而能够将可能被卡住的元件、例如手指、衣服或其他物体顺利、可靠地移开。
37.不同的面积通过压力供应接头管30的不同的外直径实现，并且具体而言，压力供应接头管30在朝向压力缸12开放的一侧的外直径大于压力供应接头管30在朝向压力介质接头16开放的一侧的外直径。具有不同外直径的区域通过台阶相分隔，所述台阶通过阀体28的轴圈跨接。
38.图3示出处于所述其他位置中的阀22，在所述其他位置中，压力介质接头16与工具
10的压力缸12之间的连接被建立。在所述其他位置中，第一和第二通路孔32a、32b都通入压力腔34。由此，建立了从压力介质接头16经由压力腔34至压力缸12的压力连接。
39.通过安全开关杆18的操作，阀22被操作并且由此打开或者说朝图3的设置运动，其中，构造为轴圈的阀体28在根据图3的视图中向左移动。通过保持安全开关杆18而使阀22保持开放(见图3)。如果此时松开安全开关杆18，例如因手指卡住，则通过持续作用的压力使阀22自动关闭(见图2)。
40.由于压力加载面积是不同的，因此形成了用于关闭的合力。朝向基础位置的环形面更大，这导致自动关闭的合力。由此确保阀22在压力下始终是关闭的。
41.当施加压力时，阀22因此不像常规的3/2通阀那样是双稳态的，而是单稳态的。
42.图4a和图4b示出更宽范围的图2和图3的阀。在图4a和图4b的实施例中设置有弹簧36，所述弹簧生成复位力，在安全开关杆18松开时所述复位力将阀体28推向基础位置，并且与由压力生成的合力沿相同方向作用。所述弹簧36在阀体28复位过程中提供压力，从而即使在压力较低或者甚至无压力时使阀22转换至更安全的关闭的基础位置中。然而也可以考虑没有额外的弹簧36的实施例。
43.压力供应接头管30安装在相对于压力供应软管(带有集成式的信号线路)的接头的适配件40中。适配件40的轴向的前端部构成用于阀体38的止挡。在此设置了用于缓冲止挡的o形环或者说o形垫圈42。
44.图5a和图5b示出根据本发明的气动工具的手柄26的第一纵剖局部。阀体28配备有斜面44，与安全开关杆18相连的凸起46利用适配斜面在所述斜面上滑动。安全开关杆18通过布置在手柄26的后端部上的铰链可枢转地与手柄26相连。
45.在用手抓握手柄26时，使用者将安全开关杆18从关闭位置(见图5a)向内枢转至开放位置(见图5b)，并且阀体28通过凸起46和斜面44向开放位置移动。
46.图6a和图6b示出根据本发明的气动工具的手柄26的第二纵剖局部。紧固在阀体28上的角状的开关凸台48操作布置在手柄26中的安全开关50，所述安全开关必须闭合，以便布置在手柄26中的电子开关单元38通过压力管路中的信号线路将压力请求信号发送至压力源。在阀体28朝开放位置移动时，通过开关凸台48操作安全开关50并且使安全开关中的触点闭合，由此满足置入在电子开关单元38的逻辑中的用于触发压力请求信号的必要条件。开关凸台48由此建立了阀体28与机电式的安全开关50之间的机械连接，所述机械连接允许电子开关单元38对阀22的监控。
47.附图标记列表
48.10工具
49.12压力缸
50.14活塞
51.16压力介质接头
52.18安全开关杆
53.20钳工具
54.22阀
55.24楔形活塞
56.26手柄
57.28阀体
58.30接头管
59.32a、32b压力通路孔
60.34压力腔
61.36弹簧
62.38开关单元
63.40适配件
64.42 o形环
65.44斜面
66.46凸起
67.48开关凸台
68.50安全开关