压缩或切割工具和用于操作压缩或切割工具的方法与流程

本发明涉及一种用于压缩或切割工具的工作头和致动部件，涉及该压缩或切割工具，并且涉及一种用于操作该压缩或切割工具的方法。

液压动力或机电压缩和/或切割工具经常用于执行某些连接操作，例如围绕电线或用于液压管的连接器的压缩、铆钉的压缩，或切割操作，例如在电气系统的安装和维护期间切割电线。

这种工具通常包括由蓄电池和液压泵供能的电动机，该液压泵导致作用在活塞上的液压流体的压力增加，以使活塞克服压力弹簧的力而移动。活塞又连接到夹爪，以在压缩或切割操作期间使夹爪彼此相对地移动。

夹爪可以可移除地连接到工具，可互换和可更换。类似地，夹爪又可设置有可互换和可更换的附件元件，即所谓的基体，以使同一夹爪单元适于特定的物体，例如，待压缩的电触点或液压连接、待切割的金属棒。

由于循环应力，夹爪受到疲劳和磨损断裂。疲劳裂纹的发生主要影响但不仅影响受到弯曲牵引张力的夹爪的区域。磨损主要影响致动活塞作用在其上的凸轮轨道和夹爪的所谓压印，换句话说，接触的成形表面压靠待压缩的物体。

为了避免由疲劳和磨损损坏导致的故障或事故，夹爪经历以预定时间间隔计划的维护(测量磨损，验证不存在裂纹)和/或更换的干预，例如3个月或2年的预定时间间隔。

由于维护和更换的间隔不考虑夹爪的实际应力历史，在适度使用夹爪的情况中，其比所需早得多地被更换或发送到维护中心，而在强烈使用夹爪的情况中，其会意外断裂或比维护或更换的下一次计划介入早得多地执行不完全和错误的压缩或切割。因此，感到需要以更好和更可预测的方式利用夹爪的疲劳和磨损寿命。

还感到需要在相同的压缩和切割工具上夹爪与其他夹爪的可互换性，以及使用具有不同的压缩和切割工具的相同的一对夹爪的可能性。这种需要仍然代表对成对夹爪的应力的任何形式的可追溯性的障碍。

因此，本发明的目的是提供一种工作头或一对夹爪、一种压缩或切割工具以及一种用于操作压缩或切割工具的方法，其具有克服关于现有技术的上述缺点的这种特征。

本发明的一个特定目的是以更完整和可预测的方式利用夹爪的疲劳和磨损寿命。

另一目的是允许在相同的压缩和切割工具上夹爪与其他夹爪的可互换性，以及使用具有不同的压缩和切割工具的相同的一对夹爪的可能性。

这些目的和其他目的通过用于压缩或切割工具的工作头来实现，

其中，所述工作头包括：

-连接部分，其用于将工作头与工具的致动部件连接，

-两个夹爪，其以可相对于彼此移动的方式连接并可通过致动构件接合，以在打开位置和闭合位置之间执行相对运动，从而执行压缩或切割，

-本地存储器，其配置为储存一个或多个代表夹爪的应力历史的累积数据，所述本地存储器固定到工作头。

由于工作头的本地存储器，以及直接在工作头的本地存储器中储存代表夹爪的应力历史的累积数据，每个单独工作头可总是携带关于其磨损状态和累积疲劳损坏的更新信息，或者关于所执行的工作循环的数量的更新信息。

此外，固定到工作头的本地存储器的布置允许简单且有目的地更新为每个工作头储存的累积数据，而不需要中央数据库或在所使用的多个工作头和所使用的多个致动部件之间的协调。例如，随着每个所执行的工作循环在本地存储器中增加工作循环的总数和/或在本地存储器中储存每个所执行的工作循环的应力值(压力、力、电机的电气量值)就足够了。本地存储器到工作头的固定布置确保了应力信息到每个工作头的单一指定以及所储存的累积应力数据对于其所涉及的工作头的目标使用。

这允许以更完整和可预测的方式利用工作头的夹爪的磨损和疲劳寿命，同时允许夹爪与同一工具上的其他夹爪的可互换性，以及压缩和切割工具的致动部件的可互换性。

本发明的目的还通过一种压缩或切割工具来实现，该工具包括：

-致动部件，其可操作以移动致动构件，

-工作头，其具有连接部分，该连接部分将工作头可移除地连接到致动部件，并且连接到两个以可相对于彼此移动的方式连接并可由致动构件接合的夹爪，以在打开位置和闭合位置之间执行相对移动，从而执行压缩或切割，

-本地存储器，其配置为储存一个或多个代表夹爪的应力历史的累积数据，所述本地存储器固定到工作头并且可与工作头一起从致动部移除，

-应力检测装置，其配置为检测借助于夹爪的工作循环的实施并且产生与所述工作循环相关的应力信号，

-本地处理器，其与应力检测装置信号连接，配置为处理应力信号，并且在本地存储器中根据应力信号修改累积数据。

本发明的目的还通过一种用于操作压缩或切割工具的方法来实现，包括以下步骤：

-将工作头可移除地连接到工具的致动部件，其中，工作头包括两个夹爪，这两个夹爪以可相对于彼此移动的方式连接并且可由致动构件接合，以在打开位置和闭合位置之间执行相对移动，从而执行压缩或切割，

-执行工作循环，通过工具的致动部件移动致动构件，

-在本地存储器中储存一个或多个代表夹爪的应力历史的累积数据，其中，本地存储器固定到工作头并且可与工作头一起从致动部件移除，

-检测所述工作循环的实施，

-产生涉及每个所述工作循环的应力信号，

-处理应力信号，并且在本地存储器中根据应力信号修改累积数据。

为了更好地理解本发明并理解其优点，下面将参考附图通过非限制性实例给出各实施方式的描述，其中：

-图1是根据一个实施方式的工作头安装至其的压缩或切割工具的透视图，

-图2示出了图1中的可移除地拆卸了工作头的压缩或切割工具，

-图3示出了根据另一实施方式的压缩或切割工具，

-图4是根据本发明的一个实施方式的电动液压压缩工具及其控制系统的示意图。

工作头1的详细描述

参考附图，用于压缩或切割工具100的工作头1包括：连接部分3，其用于将工作头1与工具100的致动部件2连接；以及两个夹爪4，其以可相对于彼此移动的方式连接，并且可由工作头1的致动构件5或致动部件2接合，使得响应于致动构件5的位移，夹爪4在打开位置和闭合位置之间执行相对移动，从而执行压缩或切割。

工作头1还包括配置为储存一个或多个代表夹爪4的应力历史的累积数据的本地电子存储器6，其中，所述本地存储器6固定到工作头1并且可与工作头1一起从致动部件2移除。

由于工作头1的本地存储器6和直接在工作头1的本地存储器中储存代表夹爪4的应力历史的累积数据，每个单独工作头1可携带关于其磨损状态和累积疲劳损坏的更新信息，或者关于所执行的工作循环的数量的更新信息。

此外，固定到工作头1的本地存储器6的布置允许简单且有目的地更新为每个工作头1储存的累积数据，而不需要中央数据库或在所使用的多个工作头1和所使用的多个致动部件2之间的协调。例如，随着每个所执行的工作循环在本地存储器6中增加工作循环的总数和/或在本地存储器6中储存每个所执行的工作循环的应力值(压力、力、电气量值，例如，电机的电流)就足够了。本地存储器6到工作头1的固定布置确保了应力信息到每个工作头1的单一指定以及以针对其所涉及的工作头1的目标方式使用所储存的累积应力数据。

这允许以更完全和可预测的方式利用工作头1的夹爪4的磨损和疲劳寿命，同时允许工作头1在相同致动部件2上的可互换性以及致动部件2本身的可互换性。

根据一个实施方式，工作头1还包括本地处理器7，其配置为处理表示通过夹爪4实施工作循环的应力信号，并且根据应力信号修改本地存储器6中的累积数据。本地处理器7电连接到本地存储器6，并且固定到工作头1。这允许在本地存储器6中修改累积数据，而无需在工作头1和致动部件2之间电连接。

根据一个替代实施方式，本地处理器7不在工作头1上，而是位于致动部件2中，并且当工作头1连接到致动部件2时电连接到本地存储器6。在此情况中，工作头1上的电子部件的数量和成本最小，但是可互换工作头1和致动部件2之间所需的电连接增加了工具100的结构复杂性。

根据另一实施方式，工作头1包括应力检测装置8，其与本地处理器7信号连接，并且配置为通过夹爪4检测工作循环的实施，并产生涉及所述工作循环的上述应力信号。

应力检测装置8固定到工作头1，并且电连接到本地处理器7。这使得应力检测装置8的结构和操作原理完全独立于致动部件2，并且克服了将应力信号从致动部件2传输到工作头1的需要。

根据实施方式，工作头1上的应力检测装置8可包括力传感器、形变传感器、位移或距离传感器、液压流体压力传感器、光学传感器、线性换能器、压电传感器、磁性接近传感器、接触传感器、微型开关或电位计中的一个或多个，其中，所述传感器/检测器优选地响应于致动构件5的位移。

根据一个替代实施方式，应力检测装置8不固定到工作头，而是位于致动部件2中，并且当工作头1连接到致动部件2时，电连接到本地处理器7或通过无线传输连接到本地处理器7。

在此情况中，工作头1的电子部件和传感器的数量和成本进一步减少，并且工作循环的检测和表示夹爪4的应力的大小可在工具2的致动单元中进行，例如，检测液压流体的压力或电驱动电机的电学量值，这些可能在工作头1上是不可测量的。

为了工作头1和致动部件2之间的信号连接，工作头1可包括本地连接器11，例如，电和/或光和/或机电(例如，压力按钮)固定到工作头1并且适于可移除地连接到或在功能上联接到固定到致动部件2的对应连接器12。

替代地并且更有利地，为了工作头1(的本地处理器7)和致动部件2之间的信号连接，工作头1可包括固定到工作头1并且电连接到本地处理器7的本地无线收发器9。本地无线收发器9配置为与致动部件2的对应的无线收发器10无线通信。

工作头1的本地收发器9和/或致动部件2的收发器10优选地包括一个或多个无线电波的发射器或接收器和/或无线电波的收发器，或者是光信号的收发器，例如，红外辐射或激光。

有利地，工作头1的本地收发器9和致动部件2的收发器10配置为例如通过无线定向传输模式和/或在有限距离处，仅在工作头1处于与致动部件2的连接位置时，并且仅在彼此连接的致动部件2和工作头1之间建立无线通信。

根据一个实施方式，本地处理器7配置为根据储存在本地存储器6中的累积数据来产生并提供累积状态信号。

累积状态信号可包括：

-工作头1的工作循环的总数和/或

-达到工作循环的极限值的工作头1的工作循环的剩余数量，所述工作循环的极限值基于预定的极限标准而预先确定或计算，和/或

-工作头1的工作循环的总数，连同工作循环的预定极限值(其可用作比较值)，

-指示累积疲劳损坏和/或累积磨损损坏的值，

-指示累积疲劳损坏和/或累积磨损损坏的值，连同一个或多个基于预定极限标准预先确定或计算的参考极限值(其可用作比较值)。

根据一个实施方式，将累积状态信号例如通过本地无线收发器9或通过本地连接器11发送到致动部件2，以允许验证和/或信号发出通知累积使用状态和/或需要维护工作头1的夹爪4。

根据一个实施方式，工作头1包括固定到工作头1并且连接到本地处理器7的本地信号发出装置13，用于(优选地自动)信号发出通知累积使用状态和/或需要维护工作头1的夹爪4。

本地处理器7可根据储存在本地存储器6中的累积数据和可储存在本地存储器6中的预定极限标准来操作本地信号发出装置13。

该预定极限标准可包括工作循环的最大数量，和/或疲劳应力的计算公式或指令，和/或工作头1的部件的磨损的计算公式或指令，特别是夹爪4的磨损的计算公式或指令。

本地信号发出装置13可包括声学和/或光学指示器，例如led，优选地为红灯指示器，当达到预定使用极限时，该红灯指示器开启。

本地信号发出装置13还可包括绿灯指示器，当使用工作头1并且不需要维护时，绿灯指示器接通。

因此，每个工作头1能够独立于致动部件2(工作头安装于致动部件上)识别该工作头的使用状态，并因此发出需要维护的信号。

根据一个实施方式，工作头1包括固定到工作头1并且连接到本地处理器7的本地电源15，并且如果包括本地处理器7的话，连接到本地应力检测装置8、本地收发器9和本地信号发出装置13。

这克服了对致动部件2和工作头1之间的电连接的需要，并且使得工作头1的电子功能相对于致动部件2是能量独立的。

本地电源15可包括本地电池16和/或本地转换装置17，其将机械能转换为电能，并且该本地电池和/或本地转换装置被连接或可连接，以当使用工作头1时吸收机械能(例如，从致动构件5或从夹爪4)。

本地转换装置17可包括例如压电转换器/线性或旋转感应交流发电机。

根据一个实施方式，本地处理器7可配置为产生并提供工作头1的识别信号。该识别信号可包括工作头1的单一识别码和/或类型码，其识别工作头1的夹爪4的类型(形状、尺寸)。

根据一个实施方式，例如，将识别信号通过本地无线收发器9或通过本地连接器11发送到致动部件2，以允许致动部件2根据工作头1的夹爪4的类型而操作。

根据一个实施方式，本地存储器6、本地处理器7、本地收发器9、本地能源15和本地信号发出装置13中的一个或多个可集成或连接在本地控制电路18中，该本地控制电路18容纳在例如由塑料或橡胶制成的保护壳体19中，优选地容纳在形成于工作头1中的空腔的内部。

在一个实施方式中(图1和图2)，两个夹爪4以相对于彼此旋转和/或平移的方式连接到连接部分3，并且具有一个或多个可由致动构件5接合的凸轮轨道20，例如，致动活塞或致动部件2的致动杆。连接部分3可形成一个或多个具有一个或多个孔21的壁22，壁22可在孔21中插入到致动部件2的对应槽23中，并且孔21可接收销24，用于将壁22可逆地锁定在槽23中，并且因此将工作头1可逆地锁定到致动部件2。

在另一实施方式中(图3)，工作头1可包括具有致动缸30的主体25，该致动缸30容纳致动活塞26，该致动活塞26可通过压力流体移动，并且该致动缸30包含致动构件5。

两个夹爪4可相对于彼此移动地连接到主体25，并且由致动活塞26接合，使得响应于致动活塞26的位移，夹爪4在打开位置和闭合位置之间执行移动。

复位弹簧27作用在致动活塞26上，以将其弹性地推动到静止位置中，在该静止位置中，夹爪4处于打开位置。

工作头1通过液压连接器28可移除地连接到致动部件2，液压连接器28包含可移除连接部分3。详细地，液压连接器28可连接到致动部件2的柔性压力管29。或者，柔性管29可固定到工作头1，并且形成用于与致动部件2连接的液压连接器28。

整个压缩或切割工具100的总体描述

根据本发明的一个方面，压缩或切割工具100包括：

-致动部件2，其可操作以移动致动构件5，

-工作头1，其具有连接部分3，该连接部分3将工作头1可移除地连接到致动部件2，并且连接到两个夹爪4，这两个夹爪4以可相对于彼此移动的方式连接并且可由致动构件5接合，使得响应于致动构件5的运动，夹爪4在打开位置和闭合位置之间执行相对移动以执行压缩或切割，

-本地电子存储器6，其配置为储存一个或多个代表夹爪4的应力历史的累积数据，所述本地存储器6固定到工作头1并且可与工作头1一起从致动部件2移除，

-应力检测装置8，其配置为检测借助于夹爪4的工作循环的实施并且产生涉及所述工作循环的应力信号，

-本地处理器7，其与应力检测装置8信号连接，配置为处理应力信号，并且根据应力信号修改本地存储器6中的累积数据。

致动部件2的详细描述

根据一个实施方式，应力检测装置8位于致动部件2中，并且当工作头1连接到致动部件2时，电连接到或通过无线传输连接到工作头1的本地处理器7。

应力检测装置8可包括以下中的一个或多个：

-液压流体的压力传感器41(优选的)，

-电驱动电机31的电气量值传感器(优选的)，例如，电流传感器42，

-位移或距离传感器，

-光学传感器，

-线性换能器，

-压电传感器，

-磁性接近传感器，

-接触传感器，

-电位计。

应力检测装置8可连接到致动部件2的电子控制电路32或形成致动部件2的电子控制电路32的一部分。

致动部件2的电子控制电路32与工作头1的本地处理器7信号连接，优选地通过上述无线收发器10与工作头1的本地处理器7信号连接，无线收发器10固定到致动部件2并且配置为与工作头1的对应的本地无线收发器9无线通信。

替代地或附加地，可包括固定到致动部件2的连接器12，例如，电连接器和/或光学连接器和/或机电连接器(例如，电磁推动器)，其适于可移除地连接到或在功能上联接到工作头1的对应的本地连接器11。

根据一个实施方式，致动部件2的电子控制电路32配置为接收和处理由本地处理器7产生的累积状态信号，并且根据累积状态信号来控制致动部件2的操作。

根据一个实施方式，致动部件2包括维护信号发出装置33，该维护信号发出装置33固定到致动部件2并且连接到控制电路32，用于(优选地自动)信号发出通知累积使用状态和/或需要维护工作头1的夹爪4。

控制电路32可根据累积状态信号并且可选地根据预定极限标准来操作维护信号发出装置33。

预定极限标准可包括工作循环的最大数量和/或疲劳应力的计算公式或指令和/或工作头1的部件(特别是夹爪4)的磨损的计算公式或指令。

维护信号发出装置33可包括显示器40和/或声学和/或光学指示器，例如led，优选地为红灯指示器，当达到预定使用极限时，该红灯指示器打开。

维护信号发出装置33还可包括绿灯指示器，当使用工作头1并且不需要维护时，绿灯指示器打开。

因此，致动部件2能够识别当前安装的工作头1的使用状态并将其传达给用户，因此发出可能需要维护的信号。

根据一个实施方式，电子控制电路32配置为根据累积状态信号并且可选地根据上述极限标准，特别是在需要维护或更换工作头1的情况中，防止或减慢致动部件2的操作，特别是致动构件5的运动。

在强制减慢压缩或切割工作的实施中，例如，通过由用户在连接到控制电路32的用户界面中输入的授权的预定处理，如果剩余很少的压缩或切割，则允许用户完成工作，但是在进行一系列几个工作循环之前，激励或强制用户更换工作头1。

根据一个实施方式，致动部件2的控制电路32可配置为接收工作头1的上述识别信号，并且还根据工作头1安装的夹爪4的类型来控制致动部件2的操作。

致动部件2可包括机电、电动液压或电驱动装置或具有内燃机的驱动装置。

根据一个实施方式，致动部件2包括壳体34、适于容纳蓄电池36并具有与蓄电池36电接触的电端子的蓄电池槽35、由壳体34支撑并可通过蓄电池36供电的电动机31、由壳体34支撑并连接到电动机31以响应于电动机31的运动而执行作用在致动活塞26上的液压流体的压力增加的液压动力单元37(泵送单元)，以及连接到电动机31并连接到蓄电池36以控制电动机31的上述电子控制电路32。

或者，代替液压动力单元37，传动单元和/或机械转换可包括例如螺旋千斤顶或连杆-曲柄机构，其由壳体34支撑并连接到电动机31，以响应于电动机31的运动而执行致动构件5的位移。

代替电动机31，可包括内燃机或气动驱动装置，其可由电子控制电路32例如根据参考电动机描述的方法来控制。

通常，控制电路32包括开关，致动按钮38作用于该开关以接通致动部件2的电机。

特别地，控制电路32可包括处理单元(cpu)、与处理单元(cpu)相关联的存储器、与处理单元(cpu)相关联的通信接口，该通信接口适于接收信号，例如，应力检测装置8的信号(液压流体的压力、电动机的电流、位置)、工作头1的累积状态信号、工作头1的识别信号，并且适于将命令信号发送到电机并将应力信号发送到工作头1。

控制电路32还包括电子计算机程序，该程序加载在存储器中，并配置为处理实施用于操作工具1的方法所需的信号和操作。

根据一个实施方式，工具100的致动部件2可包括连接到控制电路32的用户接口39，例如按钮面板，允许用户选择工具100的操作模式。

致动部件2还包括连接到控制电路32的显示器40，例如lcd或led显示器，其也可执行上述维护信号发出装置33的作用。

本发明涉及整个压缩工具100、作为可互换部件或附件的工作头1本身以及致动部件2本身。

术语“固定到工作头1”和“固定到致动部件”表示在工作头1从致动部件2脱离之后，所述部件或功能位于工作头1/致动部件2中，但是其不用必须意味着例如为了修理或更换部件的目的，该部件或功能不能从工作头1/从致动部件拆卸或移除。该部件可以是固定的，而不是可移除的，或者是固定的，但是可拆卸的。

用于操作压缩或切割工具100的方法的描述

根据本发明的另一方面，提出了一种用于操作压缩或切割工具100的方法，包括以下步骤：

-将工作头1可移除地连接到工具100的致动部件2，

在工作头1包括两个以可相对于彼此移动的方式连接并可由致动构件5接合以在打开位置和闭合位置之间执行相对运动从而执行压缩或切割的夹爪4的情况下，

-执行工作循环，通过致动部件2移动致动构件5，

-在本地存储器6中储存一个或多个代表夹爪4的应力历史的累积数据，其中，所述本地存储器6固定到工作头1并且可与工作头1一起从致动部件2拆卸，

-检测所述工作循环的实施，

-产生涉及每个所述工作循环的应力信号，

-处理应力信号，并在本地存储器6中根据应力信号修改累积数据。

该方法的其他步骤和特征已经在工具100、工作头1和致动部件2的之前描述中进行了描述，并且为了简洁起见在此不再重复。

显然，为了满足特定和偶然需要的目的，本领域技术人员可对根据本发明的压缩和/或切削工具、工作头、致动部件和方法进行进一步的修改和变化，所有这些都包括在由所附权利要求限定的本发明的保护范围内。