-
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikeinheit für ein mobiles Hydraulikwerkzeug, mit
- – einem hydraulisch zwischen einer Ausgangsposition und einer Endposition verstellbaren Hydraulikkolben und
- – einer mit dem Hydraulikkolben verbundenen Kolbenstange mit einer Werkzeugaufnahme für einen Werkzeugeinsatz.
-
Hydraulikwerkzeuge der eingangs genannten Art werden bspw. im Werkstattbetrieb dazu verwendet, um bei Reparaturarbeiten an Fahrzeugen Stanzvorgänge durchzuführen oder Nieten zu setzen. Die Werkzeugeinsätze werden dabei entsprechend der durchzuführenden Arbeiten ausgewählt, wobei es sich bspw. um Stanzeinsätze oder Werkzeugdöpper, die die Form der Nietköpfe vorgeben, handelt. Bei einer Betätigung des Hydraulikwerkzeugs wird aufgrund des Drucks in der Hydraulikeinheit der Hydraulikkolben aus seiner Ausgangsposition in Richtung auf seine Endposition verstellt. Die Bewegung des Hydraulikkolbens wird dabei über die mit dem Hydraulikkolben verbundene Kolbenstange auf den in der Werkzeugaufnahme der Kolbenstange angeordneten Werkzeugeinsatz übertragen. Eine gattungsgemäße Hydraulikeinheit ist bspw. in dem in der
DE 10 2014 117 401 A1 beschriebenen Nietwerkzeug offenbart.
-
Durch die zunehmende Verwendung hochfester Werkstoffe im Bereich des Kraftfahrzeugbaus besteht in Kraftfahrzeugwerkstätten zunehmend der Bedarf nach Hydraulikwerkzeugen deren Hydraulikeinheiten höhere Drücke aufbringen. Dabei besteht jedoch das Problem, dass in den Werkstätten bereits vorhandene Werkzeugeinsätze nicht für die Verwendung höherer Drücke ausgelegt sind, was es erforderlich macht, für die neuen Hydraulikwerkzeuge auch vollständig neue Werkzeugeinsätze anzuschaffen. Zudem besteht die Gefahr, dass die vorhandenen Werkzeugeinsätze, welche nur geringeren Drücken standhalten, versehentlich verwendet werden und dann im Betrieb brechen, was zur Gefährdung von umstehenden Personen führt.
-
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikeinheit für ein mobiles Hydraulikwerkzeug bereitzustellen, welches die Verwendung von Werkzeugeinsätzen mit unterschiedlicher Belastbarkeit ermöglicht.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Hydraulikeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Kennzeichnend für die erfindungsgemäße Hydraulikeinheit ist, dass an dem Hydraulikkolben ein den druckraumseitig auf den Hydraulikkolben wirkenden Druck begrenzendes, den Druckraum mit einen Zylinderraum verbindendes Druckregelventil angeordnet ist, das derart mit der Kolbenstange verbunden ist, das ein Ansprechdruck des Druckregelventils über die Kolbenstange einstellbar ist.
-
Gemäß der Erfindung ist an dem Hydraulikkolben ein Druckregelventil angeordnet, welches den Druckraum, in welchem der zur Verlagerung des Hydraulikkolbens aus der Ausgangsposition in Richtung auf die Endposition erforderliche Druck aufgebracht wird, mit dem Zylinderraum, welcher an der dem Druckraum gegenüberliegende Seite an den Hydraulikkolben angrenzt, verbindet. In Abhängigkeit von der Einstellung des Druckregelventils bewirkt dieses somit bei Überschreiten eines Ansprechdrucks, dass sich dieses druckbegrenzend öffnet und die Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum in den Zylinderraum geleitet wird. Über das Druckregelventil kann somit der maximal auf den Hydraulikkolben und damit auf die Kolbenstange und den dort angeordneten Werkzeugeinsatz wirkenden Hydraulikdruck begrenzt werden. Eine Einstellung des Druckregelventils ist erfindungsgemäß über die Kolbenstange möglich, so dass dieser komfortabel über ein bereits bestehendes Bauteil eingestellt werden kann. Über den Hydraulikkolben lässt sich somit in komfortabler Weise der max. Arbeitsdruck an dem Werkzeugeinsatz festlegen.
-
Die Ausgestaltung der Verbindung der zur Aufnahme der Werkzeugeinsätze ausgebildeten Kolbenstange mit dem Hydraulikkolben derart, dass über die Kolbenstange das Druckregelventil einstellbar ist, ist grundsätzlich frei wählbar. Denkbar ist bspw. eine Ausgestaltung, wonach über eine Verdrehung der Kolbenstange eine Einstellung des Druckregelventils bewirkt wird. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Kolbenstange eine einenends in der Werkzeugaufnahme angeordnete und mit einem Werkzeugeinsatz in Eingriff bringbare Steuerstange aufweist, die anderenends derart mit dem Druckregelventil verbunden ist, dass eine Verstellung der Steuerstange eine Veränderung des Ansprechdrucks des Druckregelventils bewirkt.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung dient eine separate, sich an der Kolbenstange von dem Druckregelventil bis in die Werkzeugaufnahme erstreckende Steuerstange dazu, eine Einstellung des Druckventils vorzunehmen. Die Steuerstange kann somit als separates Bauteil in besonderer Weise an das Druckregelventil angepasst werden, ohne dass hierzu wesentliche Anpassungen an der Kolbenstange erforderlich wären. Über eine Verstellung der Steuerstange, die durch die einenends bestehende Anordnung in der Werkzeugaufnahme eine gute Zugänglichkeit bietet, kann somit der Ansprechdruck des Druckregelventils in einfacher Weise festgelegt werden.
-
Denkbar ist bspw. über eine Verdrehung der Steuerstange eine Einstellung des Ansprechdrucks zu bewirken. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass eine Verschiebung der Steuerstange in Längsachsenrichtung eine Veränderung des Ansprechdrucks des Druckregelventils bewirkt. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung bestimmt sich der Ansprechdruck in Abhängigkeit von der Verschiebung der Steuerstange in Längsachsenrichtung in Richtung auf das Druckregelventil bzw. von diesem weg. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, über den in der Werkzeugaufnahme anzuordnenden Werkzeugeinsatz die Steuerstange zu verstellen, so dass durch eine entsprechende Ausgestaltung des Werkzeugeinsatzes dieser in der in der Werkzeugaufnahme montierten, mit der Steuerstange in Eingriff befindlichen Position selbsttätig die maximale Belastung begrenzt. Eine separate Einstellung des Ansprechdrucks vor der Anordnung eines Werkzeugeinsatzes in der Werkzeugaufnahme kann somit entfallen, da automatisch durch die Anordnung des Werkzeugeinsatzes das Druckregelventil in der für den jeweiligen Werkzeugeinsatz bestimmten Position angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird eine Abwärtskompatibilität erreicht, d. h. auch Werkzeugeinsätze mit geringer Belastungsgrenze können in einem für höhere Drücke ausgelegten Hydraulikwerkzeug verwendet werden.
-
Die Ausgestaltung des Druckregelventils derart, dass durch eine Verlagerung der Steuerstange eine Veränderung des Ansprechdrucks bewirkt wird, kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Druckregelventil ein in Längsachsenrichtung der Steuerstange verstellbares Anschlagelement aufweist, an dem einerseits die Steuerstange und andererseits ein Federelement anliegt, das an einem dem Anschlagelement gegenüberliegenden Ende an einem einen Eintrittskanal des Druckregelventils verschließenden Ventilelement anliegt, wobei die einstellbare Länge des Federelements die Vorspannung des Ansprechdrucks bestimmt. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventilelement durch ein Federelement vorgespannt, wobei über die Vorspannung der Ansprechdruck des Druckregelventils festgelegt wird. Die Höhe der Vorspannung bestimmt sich dabei nach der Position des Anschlagelements, an dem das Federelement mit seinem dem Ventilkörper gegenüberliegenden Ende anliegt. Eine Verstellung des Anschlagelements in Richtung auf das Ventilelement bewirkt somit eine Erhöhung der Vorspannung und erhöht somit den Ansprechdruck des Druckregelventils. Eine Verlagerung des Anschlagelements in die entgegengesetzte Richtung hingegen verringert den Ansprechdruck des Druckregelventils. Somit kann in einfacher Weise über eine axiale Verlagerung des Anschlagelements der Ansprechdruck des Druckregelventils festgelegt werden, wobei hierzu die Steuerstange über ihre Position in Längsachsenrichtung die Position des Anschlagelements bestimmt.
-
Als Federelemente können dabei grundsätzlich beliebige Elemente verwendet werden, die eine von der Länge abhängige Vorspannung erzeugen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Federelement durch eine einenends an dem Anschlagelement und anderenends an dem Ventilelement abgestützte Schraubendruckfeder gebildet. Eine Schraubendruckfeder lässt sich in besonders einfacher und kostengünstiger Weise zur Einstellung des Ansprechdrucks verwenden.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der dem Federelement gegenüberliegenden Seite des Anschlagelements eine in Längsachsenrichtung verlagerbare Stellschraube angeordnet ist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung beschränkt die Stellschraube die Verlagerbarkeit des Anschlagelements aufgrund der Federvorspannung und legt somit in unbelastetem Zustand des Anschlagelements den Ansprechdruck des Druckregelventils fest. Die Möglichkeit, die Stellschraube in Richtung auf das Federelement bzw. von diesem weg zu verstellen, erlaubt es dabei, den in unbelastetem Zustand des Anschlagelements vorliegenden Ansprechdruck bei Bedarf zu verändern. Die Stellschraube ist dabei derart ausgestaltet, dass die Steuerstange blockadefrei durch sie hindurchgeführt werden kann, so dass das Anschlagelement durch die Steuerstange in Richtung auf das Federelement verschoben und dadurch der Ansprechdruck erhöht werden kann. Die Verlagerung der Stellschraube kann dabei bereits einmalig, vor einer Montage der Hydraulikeinheit erfolgen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, über ein geeignetes Werkzeug die Position der Stellschraube im montierten Zustand zu verändern.
-
Ein Strömungskanal für die im Falle einer Öffnung des Druckregelventils aus dem Druckraum in den Zylinderraum gelangende Hydraulikflüssigkeit kann grundsätzlich in beliebiger Weise ausgestaltet sein. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Hydraulikkolben und die Steuerstange derart ausgebildet sind, dass nach Erreichen des Ansprechdrucks die Hydraulikflüssigkeit koaxial zur Steuerstange zu einem zum Zylinderraum offenen Überdruckkanal an dem Hydraulikkolben gelangt. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht einen besonders kompakten und einfachen Aufbau des Hydraulikkolbens, nachdem eine bereits für die Steuerstange vorhandene Bohrung dazu benutzt werden kann, die überströmende Hydraulikflüssigkeit zu einem Überdruckkanal zu leiten, welcher in den Zylinderraum mündet.
-
Eine Festlegung der Position der Steuerstange und damit die Einstellung des Druckregelventils kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen. So besteht bspw. die Möglichkeit, die Werkzeugeinsätze entsprechend ihrer Belastbarkeit unterschiedlich lang auszugestalten, so dass diese in ihrer in der Werkzeugaufnahme angeordneten Position mit einer Stirnseite an der Steuerstange anliegen und diese in die dem entsprechenden Ansprechdruck des Druckregelventils zugeordnete Lage verstellen. Auch besteht die Möglichkeit, den Werkzeugeinsatz in seiner Länge so auszugestalten, dass er in der montierten Lage nicht an der Steuerstange anliegt, so dass der Ansprechdruck des Druckregelventils dann dem unbelasteten Zustand der Steuerstange entspricht.
-
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden hierzu jedoch die Werkzeugeinsätze genutzt und weisen an den Werkzeugeinsatzabschnitt der Steuerstange angepasste Ausnehmungen auf, über deren Erstreckung in Längsachsenrichtung der Ansprechdruck einstellbar ist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung können die einzelnen Werkzeuge Ausnehmungen aufweisen, deren Länge so bemessen ist, dass sie die Steuerstange in einer Position anordnen, in der der Ansprechdruck der maximalen Belastung des Werkzeugeinsatzes entspricht. Der jeweilige Werkzeugeinsatz legt somit selbsttätig die Position der Steuerstange und damit den Ansprechdruck fest. Im Fall einer nicht erforderlichen Begrenzung kann der Werkzeugeinsatz auch keinerlei Ausnehmungen aufweisen und lediglich mit einem ebenen Ende an der Steuerstange anliegen und so diese maximal in Richtung auf das Druckregelventil schieben, so dass der maximale Ansprechdruck eingestellt wird, der über dem maximal erzeugbaren Hydraulikdruck liegen kann, was einem Verschluss des Druckregelventils gleich kommt. Eine Ausnehmung mit einer in Längsachsenrichtung hohen Länge führt hingegen zu einem unbelasteten Zustand der Steuerstange, so dass der durch eine Stellschraube vorgegebene Ansprechdruck zur Anwendung kommt.
-
Die Anordnung der Werkzeugeinsätze in der Werkzeugaufnahme ist grundsätzlich frei wählbar. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist jedoch vorgesehen, dass die Werkzeugaufnahme ein Gewinde zur Anordnung der Werkzeugeinsätze aufweist. Eine einschraubbare Anordnung der Werkzeugeinsätze in der Werkzeugaufnahme stellt eine besonders sichere und zuverlässige Positionierung der Werkzeugeinsätze und damit eine gute Einstellung der jeweiligen Ansprechdrücke her.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine Ansicht eines Schnitts eines Hydraulikwerkzeugs;
-
2 eine perspektivische Ansicht eines Schnitts des Hydraulikwerkzeugs von 1;
-
3 eine Ansicht eines Schnitts einer Hydraulikeinheit des Hydraulikwerkzeugs von 1;
-
3a eine Ansicht des Details W von 3;
-
3b eine Ansicht des Details X von 3;
-
4 eine weitere Ansicht eines Schnitts der Hydraulikeinheit von 1;
-
4a eine Ansicht des Details Y von 4;
-
4b eine Ansicht des Details Z von 4 und
-
5 eine Ansicht eines Schnitts eines Druckregelventils des Hydraulikwerkzeugs von 1.
-
In 1 ist ein Hydraulikwerkzeug 1 in einer Schnittansicht dargestellt. Kern des Hydraulikwerkzeugs 1 ist eine an einem Gehäusekörper 33 angeordnete Hydraulikeinheit 2, mittels der der notwendige Arbeitsdruck erzeugt wird. Die Hydraulikeinheit 2 weist dabei einen Zylinder 4 auf, innerhalb dem ein Hydraulikkolben 5 aus der in 1 bis 3 dargestellten Ausgangsposition in Richtung auf eine Endposition verlagerbar ist. Zur Verlagerung des Hydraulikkolbens 5 wird dabei ein Druckraum 22 mittels einer durch einen an einem Zylinderdeckel 26 angeschlossenen Anschlussstutzen 25 zugeführten Hydraulikflüssigkeit unter Druck gesetzt. Aufgrund des Hydraulikdrucks erfolgt eine Verlagerung des Hydraulikkolbens 5, durch den auch eine mit dem Hydraulikkolben 5 verbundene Kolbenstange 6 verlagert wird, die an ihrem dem Hydraulikkolben 5 gegenüberliegenden Ende eine Werkzeugaufnahme 12 für einen als Döpper 11 ausgebildeten Werkzeugeinsatz aufweist. Die Kolbenstange 6 ist dabei an einer in einer Öffnung 19 des Zylinders 4 angeordneten Führungshülse 14 flüssigkeitsdicht geführt. In Ausfahrrichtung des Hydraulikkolbens ist die Position der Führungshülse 14 durch die Anlage eines Absatzes 17 an einem Rand 18 der Öffnung 19 festgelegt. In entgegengesetzter Richtung ist die Position der Führungshülse 14 durch einen Federring 15 gesichert, der in einer Nut 16 an der Führungshülse 14 eingreift.
-
An dem Hydraulikkolben 5 ist ein Druckregelventil 3 angebracht, wobei das Druckregelventil 3 mit einem Eintrittskanal 37 in dem Druckraum 22 angeordnet ist. Der Ansprechdruck des Druckregelventils 3 wird dabei über eine Schraubendruckfeder 30 bestimmt, die einenends an einem den Eintrittskanal 37 verschließenden Ventilelement 29 und anderenends an einem Anschlagelement 31, das axial in Richtung auf die Schraubendruckfeder 30 sowie von dieser weg verschiebbar ist, anliegt.
-
Über die Position des Anschlagelements 31 lässt sich somit die Vorspannung der Schraubendruckfeder 30 und damit der Ansprechdruck des Druckregelventils 3 bestimmen. Mit seiner der Schraubendruckfeder 30 gegenüberliegenden Seite liegt das Anschlagelement 31 an einer Stellschraube 32 an, die somit im unbelasteten Zustand des Anschlagelements 31 den Ansprechdruck festlegt. Die Stellschraube 32 ist dabei in Richtung auf die Schraubendruckfeder 30 bzw. von dieser weg verstellbar. Zur Verlagerung des Anschlagelements 31 aus seiner Position, in der dieses an der Stellschraube 32 anliegt, weist die Kolbenstange 6 eine axial zu dieser verlaufende Steuerstange 7 auf, die mit einem Endabschnitt 10 an dem Anschlagelement 31 anliegt. Eine axiale Verlagerung der Steuerstange 7 in Richtung auf das Anschlagelement 31 bewirkt somit dessen Verstellung, bei der die Schraubendruckfeder 30 komprimiert und so der Ansprechdruck erhöht wird.
-
Zur Verlagerung der Steuerstange 7 ragt diese dabei mit einem Werkzeugeinsatzabschnitt 8 in die Werkzeugaufnahme 12, in der der Werkzeugeinsatzabschnitt 8 der Steuerstange 7 mit einem Werkzeugeinsatz 11 in Eingriff gelangt, so dass der Werkzeugeinsatz 11 die Position der Steuerstange festlegt. In dem in 1 bis 3b dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Werkzeugeinsatz 11 eine Ausnehmung 13 auf, in die der Werkzeugeinsatzabschnitt 8 der Steuerstange 7 eingreift. Die Längserstreckung der Ausnehmung 13 ist dabei dergestalt, dass die Steuerstange 7 nicht in Richtung auf das Druckregelventil 3 verlagert wird, so dass dieses den durch die Stellschraube 32 eingestellten Ansprechdruck aufweist.
-
In dem in den 4, 4a und 4b dargestellten Ausführungsbeispiel der Hydraulikeinheit 2 weist der Werkzeugeinsatz 11a hingegen keine Ausnehmung 13 auf, sondern liegt mit seiner der Steuerstange 7 zugewandten Stirnseite an dieser an und verschiebt diese in der montierten Position in Richtung auf das Druckregelventil 3, so dass das Anschlagelement 31 verlagert und die Schraubendruckfeder 30 komprimiert und damit der Ansprechdruck erhöht ist.
-
Bei Erreichen des Ansprechdrucks wird das Ventilelement 29 in Richtung auf die Schraubendruckfeder 30 verlagert, so dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum 22 durch den in dem Ventilkörper 28 angeordneten Eintrittskanal an dem Ventilelement 29 vorbeiströmen kann. Weiter gelangt die Hydraulikflüssigkeit dann koaxial zu dem Ventilabschnitt 9 der Steuerstange 7 bis zu einem Überdruckkanal 20, der in einen Zylinderraum 21 mündet. Von dort aus gelangt die Hydraulikflüssigkeit durch die Rückleitungen 23a, 23b zu dem Anschlussstutzen 24 der wiederum mit einer Hydraulikleitung verbunden ist. Das Druckregelventil 3 ist durch Einschrauben des Ventilkörpers 28 in eine Ventilkörperaufnahme 36 an dem Hydraulikkolben 5 sowie in eine Ventilkörperaufnahme 27 an der Kolbenstange 6 in seiner Position festgelegt. Die Kolbenstange 6 wiederum ist mit einem Verbindungsabschnitt 34 in den Aufnahmeabschnitt 35 des Hydraulikkolbens 5 geschraubt. Ein Führungsring 38 in der Ventilkörperaufnahme 27 dient zur Lagerung des Ventilabschnitts 9 der Steuerstange 7.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Hydraulikwerkzeug
- 2
- Hydraulikeinheit
- 3
- Druckregelventil
- 4
- Zylinder
- 5
- Hydraulikkolben
- 6
- Kolbenstange
- 7
- Steuerstange
- 8
- Werkzeugeinsatzabschnitt (Steuerstange)
- 9
- Ventilabschnitt (Steuerstange)
- 10
- Endabschnitt (Steuerstange)
- 11
- Werkzeugeinsatz
- 12
- Werkzeugaufnahme
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Führungshülse
- 15
- Federring
- 16
- Nut
- 17
- Absatz (Führungshülse)
- 18
- Rand
- 19
- Öffnung
- 20
- Überdruckkanal
- 21
- Zylinderraum
- 22
- Druckraum
- 23a, 23b
- Rückleitung
- 24
- Anschlussstutzen
- 25
- Anschlussstutzen
- 26
- Zylinderdeckel
- 27
- Ventilkörperaufnahme (Kolbenstange)
- 28
- Ventilkörper
- 29
- Ventilelement
- 30
- Schraubendruckfeder
- 31
- Anschlagelement
- 32
- Stellschraube
- 33
- Gehäusekörper
- 34
- Verbindungsabschnitt (Kolbenstange)
- 35
- Aufnahmeabschnitt (Hydraulikkolben für Kolbenstange)
- 36
- Ventilkörperaufnahme (Hydraulikkolben)
- 37
- Eintrittskanal
- 38
- Führungsring
