DE102018118027A1

DE102018118027A1 - Hydraulische Vorrichtung, insbesondere Hydraulikventil oder Hydraulikregler

Info

Publication number: DE102018118027A1
Application number: DE102018118027.6A
Authority: DE
Inventors: Lennard Geissler; Patrick Wohlhauser
Original assignee: Liebherr Machines Bulle SA
Current assignee: Liebherr Machines Bulle SA
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2019-01-31
Also published as: CN109306953A; CH714023A1; US20190032681A1; US10837467B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Vorrichtung, insbesondere ein Hydraulikventil oder einen Hydraulikregler, mit einem Gehäuse, wenigstens einem in einer Gehäusebohrung axial verschieblich gelagerten Kolben und einer auf den wenigstens einen Kolben einwirkenden Druckfeder, wobei wenigstens eine von aussen zugängliche Stellschraube innerhalb der Gehäusebohrung zur Einstellung der Vorspannung der Druckfeder in Axialrichtung verstellbar ist, wobei der Stellweg der wenigstens einen Stellschraube in wenigstens zwei Verstellbereiche unterteilt ist und das aufzuwendende Drehmoment für die Verstellung der Stellschraube in einem zweiten Verstellbereich größer ist als in einem ersten Verstellbereich.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Vorrichtung, insbesondere ein Hydraulikventil oder einen Hydraulikregler, mit einem Gehäuse, wenigstens einem in einer Gehäusebohrung axial verschieblich gelagerten Kolben und jeweils mindestens einer auf den wenigstens einen Steuerkolben einwirkenden Druckfeder, wobei wenigstens eine von außen zugängliche Stellschraube innerhalb der Gehäusebohrung zur Einstellung der Vorspannung der Druckfeder in Axialrichtung verstellbar ist.
In der nachfolgenden Erläuterung wird in den Textpassagen, in denen sich die Offenlegung der Erfindung auf die Anwendung der Erfindungsmerkmale auf Hydraulikregler bezieht, der in diesem Umfeld gebräuchliche Begriff Steuerkolben anstatt des verallgemeinerten Begriffs Kolben verwendet. In den Textpassagen, in denen sich die Offenlegung der Erfindung auf die Anwendung der Erfindungsmerkmale auf Hydraulikventile bezieht, wird der in diesem Umfeld gebräuchliche Begriff Steuerschieber anstatt des verallgemeinerten Begriffs Kolben verwendet. In den allgemein gehaltenen Textteilen wird der Begriff Kolben weitergeführt.
Die Erfindungsmerkmale können auf alle unterschiedlichen Gattungen von Hydraulikreglern angewendet werden z. B. Druckregler, Leistungsregler, Volumenstromregler etc. und auf alle unterschiedlichen Gattungen von Hydraulikventilen z. B. Druckbegrenzungsventile, Proportionalventile etc. Zur Verdeutlichung der allgemeinen Anwendbarkeit der Erfindungsmerkmale soll der bereits im vorausgegangenen Satz enthaltene Inhalt hervorgehoben werden, dass die Erfindungsmerkmale auf Hydraulikregler und Hydraulikventile unabhängig davon anwendbar ist, ob die hydraulische Vorrichtung über zusätzliche Steuereingänge verfügt oder nicht. Unter dem Begriff Steuereingang soll hier eine zusätzliche Eingriffsmöglichkeit verstanden werden, eine weitere Kraftwirkung auf den in einer Gehäusebohrung axial verschieblich gelagerten Kolben aufzuprägen. Dies könnte z. B. eine zusätzliche Ölverbindung zu einer weiteren Steuerfläche des Kolbens sein, ein Aktuator (bspw. ein Proportionalmagnet) mit dem ebenso eine Kraftwirkung auf den Kolben ausgeübt werden kann etc.
Ein Druckregler kann zum Betreiben einer hydraulischen Verdrängereinheit, zum Beispiel einer Hydraulikpumpe Verwendung finden. Weist der Druckregler einen zusätzlichen Steuereingang auf, kann in Abhängigkeit des darüber zugeführten Steuersignals der am Hochdruckausgang der Hydraulikpumpe vorliegende Öldruck auf ein bestimmtes Niveau geregelt werden; selbstverständlich unter der Voraussetzung, dass der Hydraulikpumpe genügend mechanische Leistung zugeführt werden kann. Das Druckniveau muss einen Mindestwert überschreiten, um eine zur Eigenschmierung der Hydraulikpumpe bzw. des Hydrauliksystems erforderliche Ölleckage aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig muss das Druckniveau am Hochdruckausgang der Hydraulikpumpe zur Vermeidung ihrer Überlastung bzw. der der Bauteile des Hydrauliksystems auf einen oberen Wert begrenzt werden. Diese Einhaltung einer beidseitigen Limitierung des Druckbereichs - häufig als beidseitige Druckabschneidung bezeichnet - ist ebenfalls für einen im Pumpenbetrieb arbeitenden Hydraulikmotor erforderlich. Im Praxiseinsatz liegt diese Betriebsart beispielsweise im Bremsbetrieb eines hydraulischen Fahrantriebes oder beim Ablassen einer Last von einer durch einen Hydraulikmotor betätigten Seilwinde vor.
Durch eine Änderung der Vorspannung der Druckfeder über eine von außen zugängliche Stellschraube lassen sich in Bezug auf das Beispiel druckgeregelte Hydraulikpumpe der untere und der obere Grenzdruck festlegen. Eine Druckregelung ist dann innerhalb der Bandbreite zwischen diesen Grenzdrücken möglich. Unter der Voraussetzung, dass der Hydraulikpumpe genügend mechanische Leistung zugeführt werden kann, sinkt das Druckniveau am Hochdruckausgang der Hydraulikpumpe nicht unterhalb des unteren Grenzdrucks ab. Ein Überschreiten des oberen Grenzdrucks ist nicht möglich.
Ein Problem dieser Stellschrauben besteht jedoch darin, dass der Nutzer in der Regel nur schwer abschätzen kann welche Vorspannung vorliegend eingestellt ist. Erfahrene Techniker können die eingestellte Vorspannung anhand der Einschraubtiefe der Stellschraube abschätzen. Der Maximalwert der einstellbaren Vorspannung wird in der Praxis durch einen harten Anschlag der Stellschraube definiert und ist demnach produktionsbedingt fest vorgegeben. Die Definition dieses Maximalwertes erfolgt in der Regel anwendungsabhängig in Abhängigkeit eines maximal zulässigen Systemdrucks im angeschlossenen Hydrauliksystem. Der zulässige maximale Systemdruck entspricht demjenigen Druckniveau, bei dem ein Dauerbetrieb des Systems ohne Überlastung einzelner Bauteile gewährleistet ist.
In der Praxis, etwa zu Testzwecken besteht jedoch vielfach der Wunsch, das Hydrauliksystem bzw. die geregelte Hydraulikpumpe bzw. den geregelten Hydraulikmotor kurzeitig in einem kontrollierten Überlastbereich zu nutzen, d.h. der Hydraulikregler sollte bei Bedarf eine höhere Vorspannung der auf den Steuerkolben einwirkenden Druckfeder und damit einen höheren Grenzdruck gestatten. Ein Dauerbetrieb des Hydrauliksystems sollte allerings auch in diesem kontrollierten Überlastbereich vermieden werden, da ansonsten Schäden an einzelnen Komponenten drohen. Bisherige Regler bieten weder einen wirklich kontrollierten Überlastbereich an, noch weisen diese technische Möglichkeiten auf, dem Nutzer unterschiedliche Verstellbereiche überhaupt zu signalisieren. Gleiches gilt für Hydraulikventile.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, zum Einen die Handhabung der Stellschraube bzw. der Konfiguration der resultierenden Vorspannung der der mindestens einen auf den Kolben wirkenden Druckfeder zu vereinfachen und gleichzeitig ein System mit besserer Feinjustierung zu ermöglichen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine hydraulische Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Desweiteren wird die Aufgabe ebenfalls durch eine hydraulische Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind auch hier Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend modifiziert, dass der Stellweg der wenigstens einen Stellschraube in wenigstens zwei Verstellbereiche unterteilt ist. Die zwei Verstellbereiche unterscheiden sich voneinander darin, dass das dort aufzuwendende Drehmoment für die Betätigung der Stellschraube unterschiedlich ist. Diese Änderung des aufzuwendenden Drehmomentes wird vorzugsweise einzig durch zwischen der Stellschraube und der Gehäusebohrung verursachten Reibung hervorgerufen; eine Beeinflussung durch die Änderung, d.h. einer Zu- oder Abnahme der Vorspannung der Druckfeder ist von einer absolut untergeordneten Bedeutung.
Als Verstellbereich wird ein Einschraubtiefenkorridor der Stellschraube verstanden, der von einer definierten unteren Einschraubtiefe bis zu einer definierten oberen Einschraubtiefe reicht. Ein sich daran anschliessender weiterer Verstellbereich reicht dann bspw. von dieser oberen Einschraubtiefe bis zu einer tiefer in der Gehäusebohrung gelegenen oberen Einschraubtiefe, d.h. ein erster Verstellbereich erstreckt sich dabei über einen beliebigen Korridor mit zunehmender Einschraubtiefe, während sich ein zweiter Verstellbereich über einen beliebigen Korridor mit größerer Einschraubtiefe daran anschließt. Anders ausgedrückt erstreckt sich in Bezug auf eine bereits montierte und damit einsatzfähige hydraulischen Vorrichtung ein erster Verstellbereich von einer ersten Schraubendrehung bis zu einer beliebigen Anzahl an Schraubenumdrehungen der Stellschraube. Ab einer bestimmten Anzahl an Schraubenumdrehungen tritt die Stellschraube in einen nachfolgenden Verstellbereich mit größerer Einschraubtiefe ein.
Wesentlich ist dabei, dass das aufzuwendende Drehmoment für eine Änderung der Einschraubtiefe in einem zweiten Verstellbereich spürbar größer ist als in einem ersten Verstellbereich. Spürbar bedeutet an dieser Stelle für den eingewiesenen Monteur bei einer manuellen Betätigung der Stellschraube deutlich wahrnehmbar.
Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, kann es sich bei der Vorrichtung vorzugsweise um ein Hydraulikventil bzw. einen Hydraulikregler handeln. Dabei können mehrere Ventilelemente oder Reglerachsen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. Als Ventilelement wird hier die Anordnung eines Stellschiebers mit mindestens einer Druckfeder verstanden, eine Reglerachse umfasst einen Steuerkolben und mindestens eine Druckfeder. Bei solchen hydraulischen Vorrichtungen in deren Gehäuse mehrere Ventilelemente/Reglerachsen verbaut sind, müssen die Ventilelemente/Reglerachsen z.B. die Gehäusebohrungen oder Stellschrauben etc. nicht notwendigerweise identisch sein, sondern können sich stattdessen in einem oder mehreren Merkmalen voneinander unterscheiden, sei es eine Kombination von unterschiedlichen erfindungsgemässen Ausführungsformen oder sei es eine Kombination von erfindungsgemässen Ausführungsformen mit Ausführungen, die bereits dem Stand der Technik entsprechend, z. B. ein Zwillingsgehäuse, welche eine erfindungsgemässen Load-Sensing-Regler und eine dem Stand der Technik entsprechende Hauptstufe beherbergt.
Die technische Raffinesse der Erfindung ermöglicht es, dem Monteur beim Betätigen der Stellschraube durch ein haptisches Feedback in Form des spürbaren Drehmomentunterschiedes den Übergang in einen weiteren Verstellbereich zu signalisieren.
Die Anwendung dieser Erfindungsmerkmale am Beispiel der Druckabschneidung einer Hydraulikpumpe sieht vor, dass an der hydraulischen Vorrichtung für die Einstellung des Maximaldrucks, der an dem Hochdruckausgang der Hydraulikpumpe auftreten kann zwei unterschiedliche Einstellbereiche vorliegen. Ist das Hydrauliksystem, d.h. die Hydraulikpumpe, die eingesetzten Regler und Ventile, die hydraulischen Verbraucher etc. aufeinander angepasst, dann bewirkt das Einstellen innerhalb des ersten Verstellbereichs, dass sich der besagte Maximaldruck innerhalb des zulässigen regulären Druckbereichs befindet, in dem das Hydrauliksystem dauerhaft betrieben werden kann, wohingegen das Einstellen innerhalb des zweiten Bereichs einen Betrieb des Hydrauliksystems in einem temporär zulässigen Überlastbereich ermöglicht. Um dem Techniker bei der Betätigung der Stellschraube den vorliegenden Verstellbereich zu signalisieren, ist das im zweiten Bereich aufzuwendende Drehmoment spürbar höher.
Eine Anwendung für beliebige Hydraulikventile, für die ebenfalls klar getrennte Einstellbereiche gewünscht sind, ist ebenso vorteilhaft, bspw. in einem Druckbegrenzungsventil. Hierbei könnte der zweite Verstellbereich, in dem für das Betätigen der Stellschraube ein spürbar höheres Drehmoment aufgebracht werden muss, beispielsweise einen Überdruckbereich abdecken, in dem das die hydraulische Vorrichtung enthaltende Hydrauliksystem temporär betrieben werden darf. Durch die spürbare Änderung des Drehmomentes kann dem eingewiesenen Monteur damit eindeutig signalisiert werden, welchem Korridor der Druckbegrenzung die Position der Stellschraube entspricht bzw. ob das durch die Vorspannung der Druckfeder definierte Niveau des Ventil-Öffnungsdrucks im regulären Druckbereich oder im temporär zulässigen Überdruckbereich liegt.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist ein erster Verstellbereich durch die Bewegung einer ersten Gleitfläche der Stellschraube entlang eines ersten Längenabschnitts der Gehäusebohrung definiert, während wenigstens ein weiterer Verstellbereich durch die Bewegung einer zweiten Gleitfläche der Stellschraube entlang eines zweiten Längenabschnitts der Gehäusebohrung definiert ist. Gemäß bevorzugter Ausgestaltung kann der erste Verstellbereich beispielsweise durch die Bewegung einer Gleitfläche der Stellschraube entlang eines ersten Längenabschnitts der Gehäusebohrung definiert sein, während ein zweiter Verstellbereich durch die Bewegung derselben Gleitfläche entlang eines zweiten, vom ersten Längenabschnitt abweichenden Längenabschnittes der Gehäusebohrung definiert ist. Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Verstellbereiche vorgesehen sein.
Das aufzuwendende Drehmoment wird insbesondere durch die mechanische Reibung zwischen Stellschraube und Gehäusebohrung bestimmt, bevorzugt durch die mechanische Reibung zwischen den jeweils aktiven Gleitfläche der Stellschraube und dem jeweiligen Längenabschnitt der Gehäusebohrung bestimmt. In vorteilhafter Ausführung der Erfindung ist das zur Betätigung der Stellschraube aufzuwendende Drehmoment in einem Verstellbereich höher, der eine grössere Einschraubtiefe der Stellschraube erfordert resp. eine höhere Vorspannung der mindestens einen auf den Kolben wirkenden Druckfeder erzeugt.
Solche unterschiedliche aufzuwendende Drehmomente lassen sich gemäß vorteilhafter Ausgestaltung durch abweichende Bohrungsdurchmesser für unterschiedliche Längenabschnitte der Gehäusebohrung erzielen. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Gleitfläche der Stellschraube im ersten Verstellbereich nahezu reibungsfrei entlang des ersten Längenabschnittes gleitet und das aufzuwendende Drehmoment für die Betätigung der Stellschraube in diesem Verstellbereich vorzugsweise nur durch die Reibungskräfte an der Gewindeverbindung zwischen der Gehäusebohrung und der Stellschraube erzeugt wird. Darüber hinaus kann auch ein entsprechendes Dichtungselement der Stellschraube Einfluss auf das aufzuwendende Drehmoment haben. Ferner können sonstige Bauteile wie etwaige Unterlegscheiben im Bereich der Stellschraube Einfluss auf das Drehmoment haben. Wesentlich ist jedoch, dass bei einer Bewegung der Stellschraube im Korridor mit der geringsten Einschraubtiefe zwischen den innerhalb des ersten Verstellbereichs wirkenden Gleitflächen keine nennenswerte Reibkraft vorliegt.
Demgegenüber nimmt die Reibungskraft im zweiten Verstellbereich aufgrund der Durchmesserverjüngung der Gehäusebohrung in diesem Verstellbereich zu. Insbesondere kommt es zu einer Presspassung zwischen Gleitfläche der Stellschraube und der Gehäusebohrung des zweiten Längenabschnitts, wodurch eine für den Monteur spürbare Zunahme des aufzuwendenden Drehmomentes erreicht wird.
Ergänzend kann wenigstens ein Verstellbereich, insbesondere der zweite Verstellbereich, mit einem endseitigen Anschlag ausgestattet sein, an dem die Stellschraube bei entsprechender Einschraubtiefe mit ihrer korrespondierenden Gegenanschlagsfläche im Gehäuse anstösst und die erzielbare Einschraubtiefe genau definiert begrenzt. Ein entsprechender Anschlag lässt sich beispielsweise durch eine absatzartige Durchmesserverjüngung der Gehäusebohrung in diesem Bereich erreichen.
Ein als stufenförmiger Absatz gebildeter Anschlag führt zu einer kleinflächigen und damit einer lokal sehr hohen Belastung von Stellschraube und Gehäusebohrung, sodass es gemäß vorteilhafter Ausführungsform sinnvoll sein kann, wenn die den Anschlag verursachende Innendurchmesserverjüngung konisch verläuft. Idealerweise ist eine passgenau darauf abgestimmte Gegenanschlagsfläche der Stellschraube mit gleicher Konizität vorgesehen, um die Anschlagsfläche zwischen der Gehäusebohrung und der Stellschraube, was eine punktuelle sehr hohe Belastung vermeidet. Stattdessen verteilt sich die Belastung über vergleichsweise grosse Flächenbereiche der Stellschraube und der Gehäusebohrung, was den Verschleiß an den Wirkflächen deutlich reduziert.
Ferner kann es vorgesehen sein, dass die verwendete Stellschraube unmittelbar mit einer Gewindebohrung des Gehäuses, d.h. einem unmittelbar in die Wand der Gehäusebohrung eingebrachten Innengewinde, verschraubbar ist. Weiterhin kann die Stellschraube gleichzeitig ein Verschlusssystem zur Abdichtung der Federkammer, die die mindestens einen auf den Kolben wirkenden Druckfeder beherbergt, nach außen hin bilden, sodass der grundlegende Aufbau der Vorrichtung gegenüber bekannten Konstruktionen des Standes der Technik vereinfacht ist.
Wie bereits einleitend geschildert, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Handhabung der Stellschraube bzw. die passgenaue Einstellung der resultierenden Vorspannung der mindestens einen auf den Kolben wirkenden Druckfeder zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird auch dadurch erfüllt, dass die gattungsgemäße Vorrichtung mit wenigstens einer Stellschraube versehen ist, die sich durch wenigstens einen nicht zylindrischen Mantelabschnitt auszeichnet. An diesen Mantelabschnitt legt sich wenigstens ein senkrecht zur Axialrichtung der Stellschraube verschieblich gelagerter Stift an. Dadurch besteht eine Positionsabhängigkeit des Auflagepunktes des Stiftes von der Einschraubtiefe der Stellschraube. Die Positionsabhängigkeit beschränkt sich auf die Axialrichtung des Stiftes senkrecht zur Axialrichtung der Stellschraube. Bevorzugt wird diese Mantelabschnittsfläche der Stellschraube konusförmig ausgeführt. Die Position des Stiftes dient demzufolge als optischer und/oder haptischer Indikator für die mittels der Stellschraube eingestellte resultierende Vorspannung der auf den Kolben der Vorrichtung wirkenden mindestens einen Druckfeder. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn der Stift durch eine entsprechende Öffnung aus dem Gehäuse der Vorrichtung herausragt, sodass dieser von außen sichtbar ist. Liegt eine Einbausituation der hydraulischen Vorrichtung (z. B. einem Regler) im übergeordneten System bspw. einer mobilen Arbeitsmaschine vor, bei der der Stift nicht sichtbar ist, kann dessen axiale Position durch händisches Abtasten erkannt werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Stift federbelastet am Gehäuse der Vorrichtung gelagert ist und durch die aufgebrachte Vorspannung einer Stiftdruckfeder auf die konusförmige Mantelabschnittsfläche gedrückt wird. Der Stift kann unmittelbar am Gehäuse der Vorrichtung gelagert sein. Denkbar ist jedoch auch die mittelbare Lagerung mittels einer in das Gehäuse der Vorrichtung einschraubbaren Mutterschraube, sodass die Lagerung des Stiftes innerhalb der Mutterschraube erfolgt, die sich durch ein passendes Schraubgewinde mit einer dafür vorgesehenen Bohrung des Gehäuses der Vorrichtung verschrauben lässt.
Am stirnseitigen Ende der Mutterschraube bzw. des Gehäuses kann eine Öffnung vorgesehen sein, durch diese der Stift von außen sichtbar und/oder ertastbar durchtritt. Je nach Position der Stellschraube kann der Stift entweder aus dem Gehäuse bzw. der Mutterschraube heraustreten, in dieser Öffnung verschwinden oder bündig mit dem Öffnungsrand abschliessen. Idealerweise wird die Dimensionierung und die Lagerung des Stiftes so eingestellt, dass bei Erzielung der gewünschten resultierenden Vorspannung der mindestens einen Druckfeder des Kolbens der Stift plan mit der Stirnseite der Mutterschraube bzw. Plan mit der Öffnung der Bohrung des Gehäuses abschließt.
Darüber hinaus kann der Stift auch zweiteilig ausgestaltet sein, wobei beide Teilstifte miteinander über eine hydraulische oder pneumatische Übersetzung gekoppelt sind. Dadurch kann beispielsweise eine Übersetzung des Stellweges der Stellschraube auf eine Stiftbewegung erfolgen. Besonders bevorzugt weist der die Stellschraube kontaktierende Stellstift eine größere Steuerfläche als der aus dem Gehäuse bzw. der Mutterschraube austretende Sichtstift auf. Weiterhin bevorzugt ist der Sichtstift federbelastet am Gehäuse bzw. der Mutterschraube gelagert. Durch diese vorgeschlagene Ausgestaltung wird eine vergleichsweise geringe Axialbewegung der Stellschraube und entsprechend geringe Bewegung des Stellstiftes in eine deutlich sichtbare und/oder tastbare größere Bewegung des Sichtstiftes übersetzt.
Zuletzt kann es vorgesehen sein, dass der Stift, insbesondere der Sichtstift, mit einer mechanischen Einrastfunktion ausgeführt ist, sodass beim Überschreiten einer entsprechenden Position der Stellschraube der Sichtstift in die entsprechende Einrastposition einrastet. Idealerweise handelt es sich um eine irreversible Einrastfunktion, sodass bei Überschreiten eines entsprechenden Niveaus der resultierenden Vorspannung der mindestens einen Druckfeder des Kolbens der Stift in dieser Position verharrt und eine entsprechende Signalisierung an den Nutzer zeitunabhängig sichergestellt ist.
Der diskutierte erfindungsgemäße Aspekt des optischen und/oder haptischen Indikators zur Anzeige der eingestellten Vorspannung der Druckfeder lässt sich ohne weiteres in die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den wenigstens zwei Verstellbereichen bzw. die damit einhergehenden vorteilhaften Ausgestaltungen integrieren.
Auch für die Erfindung gemäß Anspruch 10 sowie deren vorteilhafte Ausgestaltungen gilt, dass es sich auch bei dieser Vorrichtung vorzugsweise um ein Hydraulikventil bzw. einen Hydraulikregler handeln kann. Dabei können mehrere Ventilelemente oder Reglerachsen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. Als Ventilelemente wird hier die Anordnung eines Stellschiebers mit mindestens einer Druckfeder verstanden, eine Reglerachse umfasst einen Steuerkolben und mindestens eine entsprechende Druckfeder. Bei der Verwendung der optisch-haptischen Indikatoren in solchen hydraulischen Vorrichtungen in deren Gehäuse mehrere Ventilelemente/Reglerachsen verbaut sind, müssen diese nicht notwendigerweise identisch sein, sondern können mit unterschiedlichen Ausführungen des optisch-haptischen Indikators ausgerüstet sein. Auch ist vorstellbar, dass nur ein Teil der vorgesehenen Ventilelemente/Reglerachsen mit einem entsprechenden Indikator ausgetattet ist.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

1: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen hydraulischen Vorrichtung in Form eines zweistufigen Hydraulikreglers, von denen jede Stufe mit einer Stell-Verschlussschraube gemäß der Erfindung ausgestattet ist
2: eine Detailansicht des Hydraulikreglers der 1,
3: eine perspektivische Schnittdarstellung des Hydraulikreglers gemäß 1,
4: eine weitere Detailansicht des Hydraulikreglers gemäß 1,
5: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen optisch-haptischen Überwachungskomponente gemäß einer ersten Ausführung (Typ A), 6: Detailansichten der optisch-haptischen Überwachungskomponente
7: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen optisch-haptischen Überwachungskomponente gemäß einer zweiten Ausführung (Typ B),
8: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen optisch-haptischen Überwachungskomponente gemäß einer dritten Ausführung (Typ C),
9: eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Hydraulikreglers gemäss 1 mit einer optional montierten Schutzkappe,
10: Detailansichten der Schutzkappe gemäß 9 und
11: eine Schnittansicht der Schutzkappe sowie des Hydraulikreglers mit montierter Schutzkappe.

Die erfindungsgemässe hydraulische Vorrichtung soll nachfolgend anhand eines in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiels vorgestellt werden, wobei es sich hierbei um einen Hydraulikregler mit einem Load-Sensing-Regler I und einer Druckabschneidung II handelt, die sich in einem gemeinsamen Gehäuse 14 befinden. Die Erklärung dieses Ausführungsbeispiels erfolgt unter der Annahme, dass der Hydraulikregler zur Betätigung der Stellvorrichtung einer Hydraulikpumpe verwendet wird. Der Hydraulikregler verfügt über vier Aussenanschlüsse 10, 11, 12, 13 zur Schaffung von Ölverbindungen, nämlich den Anschluss 10 zum Hochdruckausgang der zu regelnden Hydraulikpumpe, den Anschluss 11 zur Tankrückführung, einen Anschluss 12 zur Stellvorrichtung der Hydraulikpumpe und einen Anschluss 13 für die Zuführung des externen Steuerdrucks. Der Load-Sensing-Regler I und die Druckabschneidung II sind über eine gemeinsame Bohrung 15 miteinander verbunden, die nach aussen hin abgedichtet ist.
Beide Reglerachsen, d.h. die des Load-Sensing-Reglers I und die der Druckabschneidung II, sind in Bezug auf die in 1 gewählten Anordnungen von rechts nach links mit folgenden Bauteilen bestückt. Einem Verschlusssystem 16, welches auch bei dem maximal möglichen Druckniveau in der Hochdruckbohrung 10a öldicht ist. Einem Kolben 17, mit zwei entsprechenden abschnittsweise bestehenden ringförmigen Aussparungen längs seiner Mantelfläche (nicht in der 1 dargestellt), damit in Abhängigkeit der Längsposition des Kolbens 17 die benötigten Ölverbindungen sowohl innerhalb des Reglers als auch zu den Aussenanschlüssen 10-13 vorliegen. Einer Druckfeder 18 mit einem Auflagesystem 19 des Kolbenendes. (Das Auflagesystem 19 kann bspw. als Federteller und die Druckfeder 18 kann bspw. als Schraubenfeder ausgeführt sein. Alternativ dazu kann auch ein Druckfeder-Auflage-System durch eine Aneinanderreihung von Tellerfedern aufgebaut werden.)
Einer Stellschraube 20 zur Vorspannung der Druckfeder 18 mit einem als Federteller dienenden Fortsatz. Einem Verschlusssystem, welches bis zu dem in der Federkammer 18a maximal möglichen Öldruck-Niveau dichtend sein muss. Der Verschluss wird durch die Stellschraube 20 gebildet, d.h. die Stell- und Verschlussschraube 20 ist einteilig.
Gemäß der Erfindung ist eine vorteilhafte Limitierung des möglichen Verstellbereichs der minimalen und der maximalen Vorspannung der Druckfeder 18 und somit eine vorteilhafte Limitierung des möglichen Verstellbereichs der Druckabschneidung für die angeschlossene Hydraulikpumpe vorgesehen. In den meisten Anwendungen eines Hydraulikreglers können bei der maximal möglichen Vorspannung der Druckfeder 18 die höchsten Druckniveaus am Hochdruckausgang der Hydraulikpumpe auftreten. Der maximale mögliche Wert dieses Druckniveaus ist bei schwächerer Vorspannung der Druckfeder 18 geringer. Eine Verwendung des Reglers, bei der ein umgekehrter Zusammenhang zwischen der Vorspannung der Druckfeder 18 und dem Druckniveau, das am Hochdruckausgang 10 der Hydraulikpumpe vorliegt, ist möglich, wird aber im Folgetext nicht weiter betrachtet.
Anschlag zur Begrenzung der minimalen Vorspannung der Druckfeder 18
In der Federkammer 18a des Load-Sensing-Reglers I muss die Schraubverbindung zwischen dem Reglergehäuse 14 und der Stell-Verschlussschraube 20 gegen das maximal mögliche über den Anschluss 13 zugeführte Druckniveau des Steuerdrucks, welches in der Praxis bei einigen 10 bar liegen kann, abdichtend sein. In die den als Dichtelement dienenden O-Ring 22 beherbergende Nut 21 in der Stell-Verschlussschraube 20 ist ein Stützring 23 aufgesetzt (vgl. Detailansicht der 2). Bei einem entsprechend hohen Steuerdruck wird der O-Ring 22 gegen den Stützring 23 gepresst, wodurch der Load-Sensing-Regler I druckdicht bleibt.
In der Druckabschneidung II kann der O-Ring 22 zur Wahrung einer Gleichteilstrategie auch mit einem Stützring 23 kombiniert werden. Hier genügt zur Abdichtung die alleinige Verwendung eines O-Rings 22 an der Stell-Verschlussschraube 20, weil in dem hierdurch abzudichtenden Volumen immer Niederdruck vorliegt. Entweder besteht von diesem Volumen 18b eine alleinige Ölverbindung zur Tankrückführung über den Anschluss 12 oder in diesem Volumen 18b liegt lediglich ein geringer Überdruck von ca. 1 bis 2 bar vor und zwar dann, wenn aufgrund der Position des Steuerkolbens 17 ein Rückfluss von Hydrauliköl vom Anschluss 12 aus der Stellvorrichtung (i. e. vom Stellzylinder) kommend in die Tankrückführung erfolgt.
Durch den Einsatz eines Load-Sensing-Reglers I wird eine sogenannte Bedarfsstromregelung der Hydraulikpumpe erzielt. Durch eine solche Regelung wird unter der Zielsetzung von Energieersparnis vermieden, dass die Hydraulikpumpe in denjenigen Betriebsphasen ein unnötig hohes Druckniveau im Hydraulik-Ölkreislauf aufbaut, in denen die hydraulischen Verbraucher nur geringe Volumenströme an Hydrauliköl benötigen. Unter dem Aspekt der Energieeffizienz ist die Einstellung eines möglichst niedrigen Load-Sensing Drucks vorteilhaft. Allerdings muss ein Betrieb in demjenigen Bereich niedriger Drücke vermieden werden, in dem die Regelung nicht zuverlässig arbeitet (ca. unterhalb von 10 bar). Deshalb verfügt ein Load-Sensing-Regler über eine Endanschlagsposition über die hinaus keine weitere Absenkung des Load-Sensing Drucks möglich ist, den sogenannten pmin-Anschlag. Bei bestimmten Anwendungen, wie etwa Windenantriebe, muss eine gewisse Druckreserve vorhanden sein, weswegen man hierbei den Load-Sensing Druck auf einige zehn bar (bis zu 60 bar) einstellt. Damit das Einstellen des Load-Sensing Drucks auf einen unnötig hohen Wert vermieden wird, ist die Verfügbarkeit pmax-Anschlag sinnvoll. Klarerweise wird die Einstellung des Load-Sensing Drucks auf die Belange des Hydrauliksystems und auf die der Anwendung angepasst.
Durch den Einsatz einer Druckabschneidung II zur Regelung einer Hydraulikpumpe wird das an ihrem Hochdruckausgang maximal mögliche Druckniveau begrenzt, was zur Vermeidung einer Überlastung des Hydrauliksystems einschliesslich der Hydraulikpumpe selbst dient. Im Unterschied zu einem Druckbegrenzungsventil, welches die überschüssige Leistung über einen Bypass abführt und damit letztlich einen Teil von der durch die Hydraulikpumpe bereitgestellten hydraulischen Leistung in die Aufheizung von Hydrauliköl umwandelt, wirkt eine Druckabschneidung auf die Stelleinrichtung der Hydraulikpumpe derart ein, dass der sogenannte Abschneidedruck nicht überschritten werden kann. Bei zu geringen Druckniveaus ist keine stabile Regelung möglich. Darüber hinaus würde ein auf einem sehr kleinen Druckniveau eingestellter Abschneidedruck die zur Schmierung benötigte Leckage verhindern. Aus den genannten Gründen ist auch für eine Druckabschneidung ein pmin-Anschlag sinnvoll.
In der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform des montierten Reglers ragt das schmale Ende der Stell-Verschlussschraube 20 axial zentrisch in die Schraubenfeder 18 hinein. In ihrer Fortführung weist die Stell-Versschlussschraube 20 einen grösseren Durchmesser auf. An einem bestimmten Längenabschnitt der Stell-Versschlusschraube 20 liegt eine besonders deutliche Zunahme ihres Aussendurchmessers vor. Dort besteht eine Fläche, die senkrecht zur gedachten Achse der Stell-Versschlussschraube 20 ausgerichtet ist, auf der sich diese auf die als Schraubenfeder ausgeführte Druckfeder 18 abstützt (vgl. 1). Diese Abstützfläche kann auch konisch oder gekrümmt (konvex oder konkav) ausgeführt sein. Anstelle einer Schraubenfeder 18 ist auch der Einsatz eines anderen Federelementes, etwa eine Aneinanderreihung einzelner Tellerfedern möglich.
In einer optionalen Ausführungsform stützt sich die Stell-Verschlussschraube 20 nicht direkt an der Druckfeder 18 ab, sondern über eine dazwischen gefügte Unterlegscheibe. In diesem Fall kommt besonders bevorzugt eine gehärtete Unterlegscheibe zum Einsatz. Generell wird eine Schraubenfeder 18 während der Nutzung an ihrer Auflagefläche schürfen und könnte über der Nutzungsdauer zu einem Materialabrieb führen. In jedem Fall muss eine Spanbildung vermieden werden, da abgeriebenes Material in den Ölkreislauf gelangen würden und zu Folgeschäden führen könnte. Deshalb muss die Auflagefläche gehärtet werden. Die Ausführung einer komplett- oder teil-gehärteten Stell-Verschlussschraube 20 ist selbstverständlich weitaus teurer als die Verwendung einer gehärteten Unterlegscheibe.
Die Längenabschnitte entlang derer sich die Stell-Verschlussschraube 20 eng anliegend zu der inneren Oberfläche ihrer Aufnahmebohrung im Reglergehäuse 14 befindet, gestalten sich wie folgt: Angrenzend an die zur Beherbergung des besagten Dichtungselementes vorhandenen Nut 21 befindet sich jeweils ein Längenabschnitt der Stell-Verschlussschraube 20, in dem deren Aussendurchmesser nahezu das Abmass des gegenüberliegenden Innendurchmessers der Gehäusebohrung im Reglergehäuse 14 aufweist. Im Endbereich der Stell-Verschlussschraube 20, wo deren grösster Durchmesser vorliegt, befindet sich ein Aussengewinde 24. Der dazu gegenüberliegende Bereich der Gehäusebohrung im Reglergehäuse 14 weist ein dazu passendes Innengewinde auf, das von der später noch beschriebenen Radialnut 25 in Axialrichtung bis zu einem Abschnitt reicht, ab dem sich der Durchmesser der Gehäusebohrung stetig verjüngt. In der Ausführungsform gemäß den 1 bis 4 ist die Anzahl der Gewindegänge innerhalb der Gehäusebohrung grösser als die der Stell-Verschlussschraube 20, dies ist allerdings nicht zwingend notwendig. Bezüglich dieser Gewindeverbindung ist eine solche Abstimmung zwischen der Stell-Verschlussschraube 20 und ihrer Gehäusebohrung im Reglergehäuse 14 erforderlich, die jeweils das Einstellen der für die unterschiedlichen Anwendungen des Load-Sensing-Reglers und der Stufe zur Druckabschneidung der benötigten Federvorspannungen ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausführung befindet sich die Stell-Verschlussschraube 20 über ihren gesamten Stellbereich hinweg vollständig innerhalb des Reglergehäuses 14 und dabei wird nach dem Einfügen der Stell-Verschlussschraube 20 in ihre Einbauposition beim Zusammenbau des Reglers ein vorgesehener Sicherungsmechanismus montiert, der verhindert, dass die Stell-Verschlussschraube 20 durch alleiniges Drehen und damit unbewusst ausgebaut werden kann. In der gezeigten und bevorzugten Ausführung kann dies durch eine Radialnut 25 geschehen, die längs des Abschnitts der Gehäusebohrung, der sich ausserhalb des Einbauraumes der Stell-Verschlussschraube 20 befindet, in die Wandung der Gehäusebohrung des Reglergehäuses 14 eingearbeitet ist. In diese Radialnut 25 kann ein Wellensicherungsring 26 (s. 3) eingebracht werden. Klarerweise ist das komplette Herausdrehen der Stell-Verschlussschraube 20 nur durch vorheriges Entfernen des Wellensicherungsrings 26 möglich. Ohne Entfernen des Wellensicherungsrings 26 bildet dieser beim Herausdrehen der Stell-Verschlussschraube 20 einen Anschlag bzw. eine Endposition.
Idealerweise befindet sich die Radialnut 25 und damit der Wellensicherungsring 26 genau an derjenigen Position, so dass sich bei dem Vorliegen der Endposition, bei der der Kopf der Stell-Verschlussschraube 20 an den Wellensicherungsring 26 anstösst, die minimal zulässige Vorspannung der Druckfeder 18 ergibt. Bei dieser Einstellung liegt der eingestellte Abschneidedruck auf dem noch zulässigen Minimalwert. Durch die Konfiguration der Position des Wellensicherungsrings 26 bzw. dessen dem Inneren des Reglergehäuses 14 zugewandten Auflagefläche, des Abstandes längs der Stell-Verschlussschraube 20 zwischen der Auflagefläche zum Wellensicherungsring 26 bis zur Auflagefläche der Druckfeder 18, der Federlänge der entspannten Druckfeder 18, ihrer Federhärte, der Scheibendicke des Federtellers 19 und der kolbenseitigen Endposition des Federtellers 19 ergibt sich ein Minimalwert der Vorspannung der Druckfeder 18.
In einer vorteilhaften Ausführung sind die beiden Auflageflächen an denen sich die Druckfeder 18 abstützt besonders verschleissfest z. B. durch das Härten oder Beschichten der einteiligen Stell-Verschlussschraube 20 oder des Federtellers 19 oder beider Teile. In einer alternativen Ausführung ist anstelle eines Fortsatzes auf der einteiligen Stell-Verschlussschraube 20 ein separater Federteller vorhanden. In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind nur die Auflageflächen an denen sich die Druckfeder 18 abstützt gehärtet oder beschichtet. In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind die besagten komplexeren Bauteile nicht gehärtet oder beschichtet, sondern die Auflageflächen, an denen sich die Druckfeder 18 abstützt, werden durch aufsetzte gehärtete Unterlegscheiben dargestellt. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführung handelt es sich um gehärtete Unterlegscheiben in Standardabmessungen.
Soll ausgehend von einer bestimmten Reglerkonfiguration eine Änderung dahingehend geschaffen werden, dass der geringstmögliche Einstellwert der minimalen Federvorspannung angehoben werden soll und der Einstellwert der maximal möglichen Federvorspannung unverändert bleibt, kann bsw. eine Stell-Verschlussschraube 20 mit einem längeren Schraubenkopf verwendet werden oder eine Stell-Verschlussschraube an deren Kopfende sich ein Fortsatz befindet. Alternativ kann die zur Aufnahme des Wellensicherungsrings in der Gehäusebohrung vorgesehene Radial-Innennut in einer grösseren Tiefe, d. h. näher an der Federkammer eingebracht werden. Unter dieser Zielsetzung wird bevorzugt zwischen der Stell-Verschlussschraube 20 und dem Wellensicherungsring 26 eine Unterlegscheibe oder ein Stapel mehrerer Unterlegscheiben mit angepasster Gesamtdicke eingelegt. Am dortigen Einbauort sind keine gehärteten Unterlegscheiben erforderlich; vielmehr ist hierfür auch eine Ausführung aus Kunststoff möglich.
Soll ausgehend von einer bestimmten Reglerkonfiguration eine Änderung dahingehend geschaffen werden, dass der geringstmögliche Einstellwert der minimalen Federvorspannung abgesenkt werden soll und der Einstellwert der maximal möglichen Federvorspannung unverändert bleibt, können die gegenteiligen Schritte vollzogen werden; eine Verkürzung des Schraubenkopfes des Stell-Verschlussschraube 20, sofern hierfür genügend Gewindegänge verfügbar sind oder eine Reduzierung der Länge des am Schraubenkopf vorhandenen Fortsatzes. Alternativ kann die zur Aufnahme des Wellensicherungsrings in der Gehäusebohrung vorgesehene Radial-Innennut in einer geringeren Tiefe eingebracht werden. Ist zwischen der Stell-Verschlussschraube 20 und dem Wellensicherungsring 26 ein Stapel von mindestens einer Unterlegscheiben vorhanden, kann dessen Gesamtdicke reduziert werden.
Soll ausgehend von einer bestimmten Reglerkonfiguration ohne Nachbearbeitung des Reglergehäuses eine Änderung der Bandbreite zwischen der geringsstmöglichen und der höchstmöglichen einstellbaren Federvorspannung erforderlich sein, bestehen auch hier verschiedene Umsetzungen. Da die Verschiebung dieser Bandbreite zu geringeren Federvorspannungen jeweils gegenteiligen Massnahmen wie zu einer Erhöhung dieser Bandbreite ist, beschränken sich die Erklärungen auf Letzteres. Eine stärkere Vorspannung und höhere Rückstellkraft wird erreicht, indem eine längere Feder mit gleicher Federhärte benutzt wird. Alternativ wäre eine solche Änderung mittels eines solchen Umbaus möglich, der zu einer sich in einem geringen Abstand von der Stell-Verschlussschraube 20 befindenden Endposition des Federtellers 19 führt (ein Kolben 17, der hinsichtlich seiner hydraulischen Steuerungsfunktion bei gleicher Stellposition weiter in die Federkammer 18a hinein reicht oder die Verwendung eines Federteller 19 mit einer entsprechend dickeren Randdicke etc.).
Als eine weite Alternative könnte eine Stell-Verschlussschraube verwendet werden, deren Längenabschnitt zwischen der Nut 21 zur Aufnahme des Dichtungssystems 22, 23 und der Auflagefläche der Druckfeder 18 ein grösseres Abmass aufweist.
Gegenüber diesen vier Möglichkeiten eine Verschiebung der Bandbreite zwischen der geringsstmöglichen und der höchstmöglichen einstellbaren Federvorspannung zu erzielen, kommen bevorzugt Unterlegscheiben zum Einsatz. Die Verwendung von Unterlegscheiben ist bspw. möglich zwischen dem Steuerkolben 17 und dem Federteller 19, zwischen dem Federteller 19 und der Druckfeder 18, zwischen der Druckfeder 18 und der Stell-Verschlussschraube 20.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von jeweils mindestens einer Unterlegscheibe zwischen der Druckfeder 18 und ihrer Auflagefläche an der Stell-Verschlussschraube 20 oder an dem Federteller 19 oder an den Auflagefläche dieser beiden Bauteile. Verwendet man Unterlegscheiben in verschiedenen leicht unterschiedlichen Dicken oder mehrere sehr dünnen Unterlegscheiben kann die gewünschte Anpassung der Bandbreite der Vorspannung der Druckfeder 18 erreicht werden. Da die Fläche einer Unterlegscheibe, auf der die Druckfeder 18 aufliegt, vorteilhafterweise aus einem besonders harten Werkstoff bestehen soll, kann es vorteilhaft sein, eine vorgesehene Unterlegscheibe einseitig zu härten. Um den tatsächlich benötigten Abstand zu erzielen, kann eine entsprechende Schichtdicke von der ungehärteten Seite der vorbereiteten Unterlegscheibe abgetragen werden oder diese Unterlegscheibe in einem Stapel mit mindestens einer weiteren Unterlegscheibe benutzt werden, je nachdem ob die vorbereitete Unterlegscheibe zu dick oder zu dünn ist. Ganz besonders bevorzugt wird die Verwendung von jeweils einer gehärteten Unterlegscheibe einer Standardgrösse an jeder Auflagefläche der Druckfeder 18 und ggf. weitere benötigte Unterlegscheiben aus ungehärtetem Standardmaterial zu verwenden.
Bei einem wie im vorangegangenen Text beschrieben, aufgebautem Hydraulikregler kann die Stell-Verschlussschraube 20 mit dem vorgesehenen Montagewerkzeug innerhalb des Stellbereichs bewegt werden, wohingegen - ein durch unbewusstes Drehen der Stell-Verschlussschraube 20 in Richtung unzulässig niedriger Federvorspannungen - das Unterschreiten eines Minimalwertes, d. h. das Unterschreiten eines minimalen Druckniveaus am Hochdruckausgang 10 der betriebenen Hydraulikpumpe vermieden wird; ebenso wie ein unbedachtes Ausbauen der Stell-Verschlussschraube 20.
Damit das Montieren der Stell-Verschlussschraube durchführbar ist, muss sich entweder das zugehörige Montagegewinde im Reglergehäuse 14 bis an das Aussenende der Gehäusebohrung erstrecken oder der äussere Bereich der Gehäusebohrung muss als Senkbohrung mit einem entsprechend grossen Durchmesser ausgeführt werden, der das Hindurchschieben der Stell-Verschlussschraube 20 durch diesen äusseren Bereich ermöglicht. Ein beidseitig eng vom Einbauort des Wellensicherungsrings 26 beabstandeter Längenabschnitt der Gehäusebohrung ist vorteilhafterweise als zylindrisch ausgeführte Absenkung gefertigt, deren Durchmesser geringfügig grösser als der Aussendurchmesser des Gewindes 24 ist. Letzteres erleichtert die Montage des Wellensicherungsrings 26 und vermeidet eine Verformung des Gewindes 24 durch den Wellensicherungsring 26. Zur Erzielung derselben Vorteile kann alternativ der gesamte Längenabschnitt innerhalb der Gehäusebohrung beginnend von der Gehäuseoberfläche bis in den geringfügig über den Einbauort des Wellensicherungsrings 26 herausragenden Längenbereich der Innendurchmesser eine Weite aufweisen, die geringfügig grösser als der Aussendurchmesser des zum Einbau der Stell-Verschlussschraube 20 vorhandenen Gewindes 24 ist.
Zum Ansetzen eines Montagewerkzeugs zur Betätigung der Stell-Verschlussschraube 20 (für den Einbau oder den Ausbau und dem Einstellen der Federvorspannung) befindet sich ausgehend von ihrer Stirnseite eine zum Werkzeug passende Aussparung (siehe bspw. 3). Der Aufbau der Stell-Verschlussschraube 20 gestattet eine Vielzahl möglicher Ausführungsformen solcher Aussparungen. Diese kann entweder ganz bewusst kompatibel zu einem Standardwerkzeug (hier: ein Innensechskant) in einer Normgrösse ausgeführt sein oder zwecks eines besseren Schutzes vor unbefugten Eingriffen derart ausgeführt sein, dass eine Betätigung nur durch ein spezielles, keinem Standard entsprechendes Werkzeug möglich ist.
Anschlag zur Begrenzung der maximalen Vorspannung der Schraubenfeder
Das gezeigte Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 verfügt erfindungsgemäß über zwei Verstellbereiche. Bezugnehmend auf das Anwendungsbeispiel Load-Sensing- Regelung kann innerhalb einer bestimmten Bandbreite, dem unteren Verstellbereich das Load-Sensing Druckniveau vom absoluten Minimalwert bis zu einem Druckniveaus eingestellt werden, welches noch typisch für Anwendungen ist, bei denen der Erzielung einer möglichst niedrigen Verlustleistung ein absoluter Vorrang eingeräumt werden kann, wohingegen in einem darüber liegenden Verstellbereich ein Load-Sensing Druckniveau für jeweilige Anwendungen eingestellt werden kann, für die das Bereithalten einer gewissen Druckreserve notwendig oder vorteilhaft ist.
Bezugnehmend auf das Anwendungsbeispiel Druckabschneidung, welches im Folgetext beibehalten wird, kann innerhalb einer bestimmten Bandbreite, dem unteren Verstellbereich der Abschneidedruck von einem durch den pmin-Anschlag vorgegebenen Minimalwert bis zu der Obergrenze des Druckniveaus eingestellt werden, bei dem das Hydrauliksystem dauerhaft betrieben werden kann. Innerhalb einer sich unmittelbar daran anschliessenden oberhalb davon gelegenen Bandbreite kann der Abschneidedruck innerhalb eines regulären Überdruckbereichs bis zu einer nicht mehr überschreitbaren Obergrenze eingestellt werden. Vom Monteur wird beim Bewegen der Stell-Verschlussschraube 20 wahrgenommen, ob deren Position eine Druckabschneidung unterhalb oder innerhalb des regulären Arbeitsbereichs hervorrufen würde.
Zur Erklärung dieses neuartigen Regler-Sicherungsmechanismus wird der Längenabschnitt der im Reglergehäuse 14 montierten Stell-Verschlussschraube 20 betrachtet, der sich im Nahbereich des O-Rings 23 befindet. Wesentliche Merkmale dieses Längenabschnittes sind der 4 zu entnehmen, die eine Detailansicht des Reglers der 1 bis 3 zeigt.
Ausgehend von einer Positionierung der Stell-Verschlussschraube 20 im Reglergehäuse 14, bei der die Druckfeder 18 die minimal zulässige oder eine geringfügig höhere Vorspannung aufweist, befindet sich der rechtsseitig zum O-Ring 23 liegende Längenabschnitt x der Mantelfläche der Stell-Verschlussschraube 20 an dem gegenüberliegenden Wandabschnitt I1 der Gehäusebohrung des Reglergehäuses 14, wo ein Innendurchmesser der Grösse D1 vorliegt. Aufgrund des dortigen, vergleichsweise grossen Abstands liegt zunächst bei einem fortgeführten Hineindrehen der Stell-Verschlussschraube 20 in das Reglergehäuse 14 innerhalb dieses Längenabschnitts x keine Reibung vor. Eine Reibung zwischen der Stell-Verschlussschraube 20 und dem Reglergehäuse 14 tritt an der Gewindeverbindung 24 sowie in den Bereichen des O-Rings 22, des ggf. vorhandenen Stützringes 23 und den ggf. vorhandenen Unterlegscheiben auf. Ein gewisses Mass an Reibung ist notwendig, da sich ansonsten die Stell-Verschlussschraube 20 selbsttätig verstellen würde. Um das selbsttätige Verstellen - etwa durch während der Anwendung auftretenden Vibrationen - zu vermeiden wird die Stell-Verschlussschraube 20 durch eine Spannschraube 52 fixiert, die beispielsweise über eine an der entsprechenden Stelle des Reglergehäuses 14 mit einer durchgängigen Gewindebohrung versehen ist und auf einen zylinderförmigen Abschnitt der Stell-Verschlussschraube 20 auftrifft. Bei gelöster Spannschraube 52 kann die Stell-Verschlussschraube 20 innerhalb einer gewissen Bandbreite eingestellt werden. Je nach Einstellung wird das Druckniveau festgelegt, welches bei entsprechend ausreichender mechanischer Eingangsleistung maximal am Hochdruckausgang 10 der Hydraulikpumpe vorliegen kann. Wie erwähnt, bezeichnet man diese an einem Hydraulikregler einstellbare Begrenzung als Druckabschneidung. Der sogenannte Abschneidedruck kann innerhalb einer gewissen Bandbreite verstellt werden.
Zwecks Schadensvermeidung sollte die Bandbreite des Abschneidedrucks nur in dem Bereich verstellt werden, in dem die Hydraulikpumpe bzw. ein Hydraulikmotor bzw. ein Hydrauliksystem dauerhaft betrieben werden kann. Zwecks Schadensvermeidung und dem Verhindern einer Gefährdung darf der Abschneidedruck nicht oberhalb eines kritischen Wertes liegen.
Die zur Aufnahme der Stell-Verschlussschraube 20 im Reglergehäuse 14 vorhandene Gehäusebohrung weist einen an den Längenabschnitt l1 angrenzenden Längenabschnitt l2 auf. Am Übergangsbereich dieser beiden Längenabschnitte l1, l2 erfolgt eine Änderung des Innendurchmessers von D1 auf D2, wobei der im Längenabschnitt l2 vorliegende Innendurchmesser D2 geringfügig kleiner als der Durchmesser D1 ist. Hierbei ist der Innendurchmesser D1 auf den Aussendurchmesser Dx der Stell-Verschlussschraube 20, den diese im Längenabschnitt x aufweist, abgestimmt, dass bei einer entsprechend weit hineingedrehten Stell-Verschlussschraube 20, die zu einer Überlappung des Längenabschnitts x der Stell-Verschlussschraube 20 und des Längenabschnitts l2 der Gehäusebohrung führt, im Reglergehäuse 14 in diesem Überlappungsbereich eine Presspassung vorliegt.
Liegt eine solche Überlappung und damit die besagte Presspassung vor, so muss zum Hinein- und zum Herausschrauben der Stell-Verschlussschraube 20 ein höheres Drehmoment aufgebracht werden. Durch eine entsprechende Bemassung der Durchmesser D1 und Dx sowie einer entsprechenden Güte der betroffenen Oberflächen wird erreicht, dass sich die Stell-Verschlussschraube 20 innerhalb dieses Überlappungsbereichs mit einem noch problemlos zu bewältigenden, jedoch bereits spürbar höheren auf das Montagewerkzeug aufzubringenden Kraftaufwand bewegen lässt.
An dem zur Druckfeder 18 hingewandten Ende des Längenbereichs l2 liegt eine deutliche Verjüngung des Innendurchmessers der Gehäusebohrung des Reglergehäuses 14 vor. Der Verjüngungsbereich bildet einen Anschlag, an dem die Stell-Verschlussschraube 20 schliesslich anstösst, wenn diese ausgehend von dem Überlappungsbereich weiter in das Reglergehäuse 14 hineingedreht wird. Durch eine, wie in der 4 zu erkennende entsprechend aufeinander angepasste Abschrägung liegt beim Erreichen dieses zweiten und gleichzeitig endgültigen/harten Anschlags beim Aufeinandertreffen der Stell-Verschlussschraube 20 und der Gehäusebohrung im Reglergehäuse 20 eine vergrösserte Stossfläche 28 vor, wodurch eine höhere Stabilität des Anschlags erzielt wird. Deutlich entgegengewirkt wird der Gefahr, dass sich die auf den Anschlag treffende Kante der Stell-Verschlussschraube 20 allmählich in den Anschlag hineinschürft und die damit verbundenen Risiken eines in den Ölkreislauf gelangenden Materialabriebs und eine ungewollte Verschiebung der endgültigen Anschlagposition wesentlich unwahrscheinlicher werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden, ohne die vorangestellten Merkmale durch die eine hinsichtlich Fertigung und Funktion vorteilhafte Konstruktion zur Erzielung eines Schutzes gegen einen fahrlässigen Ausbau der Stell-Verschlussschraube und einer Begrenzung des minimalen Druckniveaus zu konterkarieren, die betroffenen Reglerbauteile derart dimensioniert, dass sich die Stell-Verschlussschraube 20 dann im Überlappungsbereich befindet, wenn die durch ihre dortige Position festgelegte zu einer Druckabschneidung auf einem zwar bereits besonders hohen Druckniveau erfolgt, wobei das Vorliegen eines solchen Druckniveaus am Hochdruckausgang 10 der Hydraulikpumpe kleiner als ein Druck, bei dessen Erreichen die Gefahr einer augenblicklichen Schädigung oder gar einer sofortigen Zerstörung der Hydraulikpumpe vorliegt, ist. Dennoch wäre ein länger anhaltender Betrieb der Hydraulikpumpe mit dem besonders hohen Druck lebensdauerverkürzend. Aus den zuvor beschriebenen Merkmalen folgt, dass in dieser bevorzugten Ausführungsform unter Beibehaltung des Bisherigen die abgeschrägten Stossflächen 28 der Stell-Verschlussschraube 20 und der Gehäusebohrung des Reglergehäuses 14 aufeinander treffen sollen bei dem eine solche Vorspannung der Druckfeder 18 vorliegt, welche zu einer Druckabschneidung führt, die auf jeden Fall unterhalb eines kritischen Wertes liegt, bei dessen Überschreitung eine zu starke Schädigung der Hydraulikpumpe erfolgen würde.
Optische Überwachung der eingestellten Druckabschneidung
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Konstruktion für die optische Überwachung der eingestellten Vorspannung der Steuerkolbenfeder bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung. Die nachfolgend erläuterten Konstruktionen sind lösgelöst von dem zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 bei gattungsgemäßen hydraulischen Vorrichtungen anwendbar, lassen sich jedoch auch problemlos in die Konstruktion der 1 bis 4 integrieren.
Für die oben beschriebenen Ausführungen zur Einstellung des Load-Sensing Drucks und der Druckabschneidung ist es wünschenswert, eine optisch-haptische Überwachungsmöglichkeit für die eingestellte Federvorspannung bereitzustellen. Die haptische Überwachung ist ein grosser Vorteil, weil in bestimmten Einbausituationen während solcher am Einsatzort durchzuführenden Wartungen die Messschraube nicht erkennbar, aber sehr wohl ertastbar sein kann, etwa bei der Anwendung von hydraulischen Komponenten in Mobilen Arbeitsmaschinen. Nachfolgend wird eine solche Baugruppe zur optisch-haptischen Überwachung in drei unterschiedlichen Ausbaustufen - als Typ A, B und C bezeichnet - vorgestellt. Alle vorgestellten Typen sind mit dem bekannten Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 kombinierbar.
Darüber hinausgehend kann die nachfolgend beschriebene Baugruppe zur optisch-haptischen Einstellüberwachung allgemein zur Einstellung von Hydraulikreglern und Hydraulikventilen verwendet werden. Die Erklärung des Aufbaus und der Funktionsweise vollzieht sich am Beispiel der Einstellung einer Druckabschneidung.
Baugruppe zur optischen Überwachung der eingestellten Druckabschneidung nach Typ A
5 zeigt eine Teilansicht des Hydraulikregler-Längsschnitts im Nahbereich der einteiligen Stell-Verschlussschraube 20. Ihr rechtes Ende ragt in die der Reglerachse zugehörigen Federkammer 18a hinein. Auf der linken Seite, dem Kopfende der Stell-Verschlussschraube 20 besteht zwischen ihr und dem Reglergehäuse 14 eine Gewindeverbindung 24.
Im Unterschied zu der bisher betrachteten Ausführungsform liegt bei der hier betrachteten Stell-Verschlussschraube 20 innerhalb eines vergleichsweise weit ausgedehnten bestimmten Längenabschnitts eine funktionsbedingt sich verjüngende, vorzugsweise konusförmige Mantelfläche 34 vor. Im Reglergehäuse 14 liegt eine weitere Bohrung 35 vor, welche die zur Aufnahme der Stell-Verschlussschraube 20 dienende Gehäusebohrung kreuzt. In dieser mit einem Gewinde 37 versehenen Bohrung 35 ist eine Messschraube 33 befestigt. Hierbei handelt es sich um eine Mutterschraube 36, die wiederum längs einer durchgängigen axialen Ausnehmung einen Stift 38 und eine mit einer Druckfeder 39 bestückte Kammer 39a umfasst. Je nach Einschraubtiefe der Stell-Verschlussschraube 20 ergibt sich durch die definierte Steigung ihrer Konusform 34 eine Position des in seiner Mutterschraube 36 geführten und auf dem Konus 34 aufliegenden und durch die Druckfeder 39 dort herangedrückten Stiftes 38 bzw. der unteren Spitze des Stiftes 38.
Die betrachteten Bauteile können hinsichtlich der betreffenden Masse derart ausgeführt sein, dass der vorgesehene Sollwert der Druckabschneidung genau bei derjenigen Einschraubtiefe der Stell-Verschlussschraube 20 vorliegt, bei der die obere Stirnseite des Stiftes 38 plan mit der Oberseite der Mutterschraube 36 abschliesst. Sofern für unterschiedliche Exemplare eines Hydraulikreglers verschiedene Druckabschneidungen eingestellt werden müssen oder gleichsam die Druckabschneidung eines Hydraulikreglers auf einen anderen Wert eingestellt werden soll, kann eine entsprechend anders dimensionierte sich in ihrem Grundaufbau gleichende Messschraube verwendet werden.
Für alle dargestellten Baugruppen-Ausführungsformen der optisch-haptischen Überwachung der eingestellten Druckabschneidung gelten:
Es sei darauf hingewiesen, dass es sich auf den in den 5 bis 8 stets um vereinfachte Darstellungen handelt, aus denen die Funktionalitäten erkennbar sind, die sich zum einen gegenüber dem Stand der Technik und zum anderen gegenüber den erfinderischen im vorausgegangenen Text bereits vorgestellten Systemlösungen abgrenzen. Solche für eine Umsetzung notwendige, aber nicht als erfinderisch zu betrachtende Details werden in den Folien nicht in einer solchen Tiefe dargestellt, wie es eine Fertigungszeichnung erfordert. So wird etwa in einer realen Umsetzung des in 5 dargestellten Hydraulikreglers zwischen dem Reglergehäuse 14 und der Stell-Verschlussschraube 20 eine Öldichtung im Übergangsbereich der der Reglerachse zugehörigen Federkammer 18a und dem Abschnitt der Gehäusebohrung im Reglergehäuse 14, in dem sich der konusförmige Bereich 34 der Stell-Verschlussschraube 20 befindet, benötigt.
Der in 5 gezeigte Mechanismus, d. h. die Ausstattung eines Hydraulikreglers oder eines Hydraulikventils mit einer Baugruppe des Typs A, kann in Kombination mit der bereits vorgestellten hydraulischen Vorrichtung gemäß den 1 bis 4 Verwendung finden, durch die das Einstellen einer Druckabschneidung II, das Einstellen eines Load-Sensing Reglers I oder das Einstellen eines Öffnungsdrucks eines Druckbegrenzungsventils etc. vereinfacht wird.
Ferner gelten diese Kombinationsmöglichkeiten für die nachfolgend erklärten Ausbaustufen des Typs B und C.
In der Darstellung in Form einer technischen Zeichnung weisen alle drei unterschiedlichen Ausbaustufen Typ A, B und C der Baugruppe zur optisch-haptischen Überwachung der eingestellten Druckabschneidung die (nahezu) gleiche in der 6 abgebildete Aussenansicht auf. Aufgrund des Vorhandenseins einer Druckfeder 39 in der Federkammer 39a innerhalb der Mutterschraube 36 befindet sich das oberseitige Stiftende bei einer jeweils zu den Baugruppen nach der Ausbaustufe A und B gehörenden ausgebauten Messschraube 33 im Inneren der Mutterschraube 36 und nicht aus dem Kopf der Mutterschraube 36 hervorstehend, wie dies in der rechten Darstellung der 6 erkennbar ist.
Baugruppe zur optischen Überwachung der eingestellten Druckabschneidung nach Typ B
Die zu einem solchen Typ B gehörige Messschraube 33 gemäss 7 besteht aus einer Mutterschraube 36 in deren axialer Aussparung ein Stellstift 38a und ein Sichtstift 38b beherbergt sind. In dieser Aussparung besteht ein zwischen diesen beiden Stiften mit Fluid gefülltes abgedichtetes Volumen 40. Durch die Formgebung des Sichtstiftes 38a und der diesen beherbergenden Längenabschnitt der Mutterschraube 36 besteht ein Freiraum mit einer installierten Druckfeder 39, welche den Sichtstift 38a in Richtung Stellstift 38b drückt. Ist die hier gezeigte Baugruppe bestimmungsgemäss in einem Hydraulikregler montiert, übt der Stellstift 38b einen Druck auf das eingeschlossene Fluid im Volumen 40 aus. Entsprechend der vorliegenden Querschnittsflächen A1 und A2 verursacht eine Bewegung des Stellstifts 38b um eine Länge l2 beim Sichtstift eine Bewegung der Länge l1 = l2 * A2 / A1.
Ein entsprechend gewähltes Flächenverhältnis von A1 und A2 bewirkt bei einer bereits kleinen Bewegung des Stellstiftes 38b - i. e. einer geringen Verstellung der Stell-Verschlussschraube 20 - eine grosse Bewegung des Sichtstifts 38a. Folglich lässt sich bei der Verwendung einer solchen Typ B-Baugruppe ein deutlich präziseres Einstellen der Druckabschneidung erzielen.
Baugruppe zur optischen Überwachung der eingestellten Druckabschneidung nach Typ C
In seinem Grundaufbau und seiner Grundfunktion entspricht eine Baugruppe des Typs C einer des Typs B, weist jedoch als Erweiterung eine Einrastfunktion anhand derer erkannt wird, ob der Abschneidedruck des Reglers oder des Ventils über den zulässigen Maximalwert eingestellt worden ist. Gezeigt ist diese Erweiterung in 8. Der Sichtstift 38a kann bei aufgesetztem, in deren Radialnut 41 vollständig hineingepresstem Wellensicherungsring 42 in die Bohrung der Mutterschraube 36 eingeführt und darin innerhalb eines bestimmten Bereichs axial bewegt werden.
Die beim Typ C verwendete Mutterschraube 36 weist ebenfalls innerhalb ihrer axialen Bohrung eine auf den besagten Wellensicherungsring 42 angepasste Radialnut 43 auf. Wird der Stellstift 38b und damit auch der Sichtstift 38a soweit in die Richtung des oberen Kopfendes der Mutterschraube 36 bewegt, erreicht der am Sichtstift 38a aufgesetzte Wellensicherungsring 42 die sich in der Mutterschraube 36 befindende Radialnut 43. Dies wiederum führt bei den bestimmungsgemässen Ausführungen der beiden Radialnuten 41, 43 und der des Wellensicherungsrings 42 (sowie die der Druckfeder 39) dazu, dass der Wellensicherungsring 42 in der Radialnut 43 der Mutterschraube 36 einrastet und zugleich weiterhin in der Radialnut 41 des Sichtstifts 38a arretiert bleibt. Als Folge davon bleiben die Positionen der beiden Stifte 38a, 38b innerhalb der Mutterschraube 36 erhalten.
Indem wiederum die an der Einrastfunktion beteiligten Bauteile bestimmungsgemäss ausgeführt sind, lässt sich erreichen, dass dieses irreversible Einrasten dann erfolgt wenn beim Einstellung der Druckabschneidung der zulässige Maximalwert überschritten worden ist, d. h. mathematisch und damit exakter in Worte gefasst, einen unzulässig hohen Grenzwert angenommen hat. Damit ausgeschlossen werden kann, dass nicht etwa die Messschraube entfernt worden ist und dabei die Druckabschneidung auf einen unzulässig hohen Grenzwert verstellt worden ist, muss eine Vorkehrung zur Vermeidung einer Demontage der Messschraube getroffen werden oder eine Massnahme getroffen werden, die einen Ausbau nachträglich erkennen lässt. Eine vorteilhafte Vorkehrung stellt eine mit einer Sollbruchstelle ausgeführte Gewindeverbindung 37 zwischen dem Reglergehäuse 14 und der Messschraube 33 dar. Die Verwendung einer Baugruppe des Typs C bietet sich klarerweise in solchen Anordnungen an, bei denen das Überschreiten eines Maximaldrucks besonders kritisch ist.
Klarerweise lässt sich mit der Einrastfunktion nicht überprüfen, ob das Hydrauliksystem tatsächlich mit dem unzulässig hohen Druck btrieben worden ist.
Schutzkappe/ Doppelschutzkappe
In einer Ausbaustufe kann sowohl für einen dem Stand der Technik entsprechenden Hydraulikregler als auch für einen erfindungsgemässen Hydraulikregler eine Schutzkappe verwendet werden; gleichermassen für ein dem Stand der Technik entsprechendes oder ein erfindungsgemässes Hydraulikventil. Vor allem für die in der bevorzugten Variante ausgeführten Hydraulikregler wird die Verwendung einer als Schutzkappe und im Fall eines zweistufigen Reglers als Doppelschutzkappe 50 bezeichneten und im Folgetext näher erklärten Bauteil vorgeschlagen. Eine Ausführungsform der Doppelschutzkappe 50 ist in den 9-11 gezeigt. 9 zeigt das Reglergehäuse 14 mit montierter Doppelschutzkappe, 10 zeigt in zwei Abbildungen die Unter- und Oberseite der Doppelschutzkappe 50. 11 zeigt eine Schnittdarstellung der Schutzkappe 50 bzw. des Reglergehäuses 14 mit montierter Doppelschutzkappe 50.
In der Fertigung kann die Doppelschutzkappe 50 aufgesetzt werden sobald die Wellensicherungsringe 26 montiert worden sind. Auch ohne Ausstattung mit einer Doppelschutzkappe 50 bleibt der Regler voll funktionsfähig. Mittels Doppelschutzkappe 50 kann der sich ausserhalb der Stell-Verschlussschraube 20 befindende Bereich der Gehäusebohrung im Reglergehäuse 14 - mit den dort vorhandenen Gewindegängen 24, den eingebauten Wellensicherungsringen 26 und den kopfseitigen Vertiefungen der Stell-Verschlussschraube 20, an die das Montagewerkzeug angesetzt werden muss - abgedeckt werden, um diesen vor einer Beschädigung und vor dem Eindringen von Staub und sonstiger Verschmutzung zu schützen.
Die Doppelschutzkappe 50 wird mit entsprechenden Klauen 51 ausgestattet, die bei positionsgerechter Platzierung durch ein leichtes Andrücken in komplementäre Aussparungen am Reglergehäuse 14 einrasten. Zudem können Aussparungen 53 an der Kappe 50 bzw. den Klauen 51 vorgesehen sein, um die Flexibilität der Kappe 50 zu erhöhen und die Montage zu vereinfachen. Als Werkstoffe zur Fertigung der Doppelschutzkappen 50 bietet sich ein für die Einsatzbedingungen geeigneter Kunststoff z. B. PVC an. In einer vorteilhaften Ausführung führt das Entfernen einer Doppelschutzkappe zwangsläufig zu ihrer beabsichtigten Zerstörung. Besonders vorteilhaft ist eine Verfügbarkeit solcher Doppelschutzkappen 50 in unterschiedlichen Farben. Sodann ist es möglich, die Regler bei einer Werksmontage jeweils mit einer Doppelschutzkappe 50 der Farbe a auszustatten. Bei erfolgten Arbeiten am Regler durch Werksangehörige oder speziell zertifizierte Servicetechniker anderer Unternehmen, können Doppelschutzkappen 50 in einer Farbe b verwendet werden. Um potentielle Kunden nicht durch eine Service-Bindung abzuschrecken, könnten Doppelschutzkappen 50 in einer Farbe c frei verkäuflich sein, damit entsprechende Hydraulikregler mit einer solchen ausgestattet werden können, nachdem Arbeiten am Regler durch Dritte vorgenommen worden sind. (Letzteres und die weitergeführten Gedanken beschreiben lediglich das Beispiel einer möglichen Konstellation.)
Im Fall besonders hoher Sicherheitsanforderungen können die Doppelschutzkappen 50 der Farben a und b mit einer eindeutigen Nummer gekennzeichnet werden. Durch den betreffenden Mitarbeiter des Servicenetzes könnte dann vor jedem Aufbringen einer sodann eindeutig identifizierbaren neuen Doppelschutzkappe 50 auf den durch seine eigene Ident-Nummer bekannten Regler ein Vermerk über die zuvor durchgeführten Arbeiten erstellt werden. Zentral geführt kann dann - solange nur innerhalb einer Werksmontage und durch zertifizierte Servicetechniker durchgeführt - ein lückenloser Servicenachweis hinterlegt sein. Um wiederum einer unerkannten Fälschung der Doppelschutzkappen 50 vorzubeugen, können diese mit einem sogenannten Tracer eindeutig markiert sein.
Die Vorteile der Erfindung sowie der vorteilhaften Ausführungsformen lassen sich wie folgt zusammenfassen.
Anstatt eines einfachen Anschlags mit dem ein einziger absoluter Maximalwert der einstellbaren Druckabschneidung festgelegt ist, existiert ein temporär zulässiger Überlastbereich der durch einen endgültigen Maximalwert limitiert ist. Während ein Monteur/Servicetechniker die Druckabschneidung am Regler einstellt, ist es direkt spürbar, ob dieses Verstellen innerhalb des spezifizierten Betriebsbereichs oder bereits innerhalb des regulären Überlastbereichs erfolgt.
Schutz vor Beschädigung und vor dem Eindringen von Staub und sonstiger Verschmutzung wird durch die Doppelschutzkappe 50 ermöglicht. Die unterschiedliche Farbgebung der Doppelschutzkappen eröffnet eine bessere Nachvollziehbarkeit, ob an einem Hydraulikregler die Druckabschneidung anders eingestellt ist; dies je nach akzeptiertem Aufwand in unterschiedlichen Abstufungen bis hin zu einem eindeutigen lücken-losen Servicenachweis.
Eine optisch-haptische Überwachung der eingestellten Druckabschneidung bietet eine verbesserte und sichere Handhabung bzw. Einstellung der Druckabschneidung. Eine geringe Anpassung der Stell-Verschlussschraube 20 sowie eine zusätzliche Bohrung im Reglergehäuse 14 und die Hinzunahme einer Messschraube 33 ermöglichen durch optische oder haptische Kontrolle das genaue Einstellen der Druckabschneidung auf einen ganz bestimmten Wert. Soll die Druckabschneidung eines typgleichen Reglers auf einen anderen, aber seinerseits auch fest definierten Wert eingestellt werden, kann hierfür eine Messschraube 33 bereitgestellt werden, der sich nur sehr geringfügig von der anderen Messschraube unterscheidet, derweil an sämtlichen anderen Bauteilen des Reglers keinerlei Änderungen erforderlich sind.
Mit einer erweiterten Ausführungsform der Messschraube 33 lässt sich der gewünschte Wert der Druckabschneidung am Objekt, dem Regler, genauer einstellen.
In einer nochmaligen Erweiterung kann diese Messschraube 33 derart ausgeführt sein, dass das Einstellen der Druckabschneidung auf einen zu hohen Wert, resp. einem unzulässig hohen Wert sichtbar bleibt.

Claims

Hydraulische Vorrichtung, insbesondere Hydraulikventil oder Hydraulikregler, mit einem Gehäuse, wenigstens einem in einer Gehäusebohrung axial verschieblich gelagerten Kolben und jeweils mindestens einer auf den wenigstens einen Kolben einwirkenden Druckfeder, wobei wenigstens eine von aussen zugängliche Stellschraube innerhalb der Gehäusebohrung zur Einstellung der Vorspannungen der mindestens einen Druckfeder in Axialrichtung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellweg der wenigstens einen Stellschraube in wenigstens zwei Verstellbereiche unterteilt ist und das aufzuwendende Drehmoment für die Verstellung der Stellschraube in einem zweiten Verstellbereich größer ist als in einem ersten Verstellbereich.
Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verstellbereich durch die Axialbewegung einer Gleitfläche der Stellschraube entlang eines ersten Längenabschnittes der Gehäusebohrung und ein zweiter Verstellbereich durch die Axialbewegung der Gleitfläche entlang eines zweiten Längenabschnittes der Gehäusebohrung definiert ist.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abgesehen von einem der Verstellbereiche, das aufzuwendende Drehmoment durch die mechanische Reibung zwischen Stellschraube und Gehäusebohrung bestimmt ist, insbesondere zwischen Gleitfläche der Stellschraube und dem jeweiligen Längenabschnitt der Gehäusebohrung.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aufzuwendende Drehmoment in dem Verstellbereich mit größerer Vorspannung der Druckfeder höher ist.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längenabschnitte der Gehäusebohrung durch unterschiedliche Bohrungsdurchmesser auszeichnen.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfläche im ersten Verstellbereich nahezu reibungsfrei entlang des ersten Längenabschnittes gleitet und das aufzuwendende Drehmoment nur zur Überwindung der Reibungen durch die Gewindeverbindung zwischen Innengewinde der Gehäusebohrung und Stellschraube und/oder einem zwischen Stellschraube und Gehäusebohrung liegenden Dichtelement und/oder etwaiger Unterlegscheiben und zur Kontraktion bzw. zur Dekontraktion der auf den Kolben einwirkenden Druckfeder bestimmt ist, wobei vorzugsweise im zweiten Verstellbereich eine Presspassung zwischen Gleitfläche der Stellschraube und dem zweiten Längenabschnitt der Gehäusebohrung existiert.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verstellbereich, insbesondere der zweite Verstellbereich, mit einem endseitigen Anschlag zur Begrenzung der maximalen Einschraubtiefe der Stellschraube versehen ist, wobei der Anschlag vorzugsweise durch eine absatzartige Durchmesserverjüngung der Gehäusebohrung ausgeführt ist.
Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag durch eine absatzartige Verjüngung des Innendurchmessers der Gehäusebohrung ausgebildet ist und der sich an den Absatz in Richtung der Federkammer anschliessende Durchmesser der Gehäusebohrung vorzugsweise konisch verjüngt ist, insbesondere mit derselben Konizität wie eine Gegenanschlagsfläche der Stellschraube.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellschraube unmittelbar mit einem in der Gehäusebohrung ausgeformten Gewinde verschraubbar ist und die Stellschraube gleichzeitig ein druckfestes öldichtendes Verschlusssystem zur Abdichtung der Federkammer der Druckfeder nach aussen bilden kann.
Hydraulische Vorrichtung, insbesondere Hydraulikventil oder Hydraulikregler, vorzugsweise gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Gehäuse, wenigstens einem in einer Gehäusebohrung axial verschieblich gelagerten Kolben und jeweils mindestens einer auf den wenigstens einen Kolben einwirkenden Druckfeder, wobei wenigstens eine von aussen zugängliche Stellschraube innerhalb der Gehäusebohrung zur Einstellung der Vorspannung der mindestens einen Druckfeder in Axialrichtung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Stellschraube wenigstens einen nicht zylindrischen Mantelabschnitt, insbesondere konusförmigen Mantelabschnitt umfasst, an den wenigstens ein senkrecht zur Axialrichtung der Stellschraube verschieblich gelagerter Stift angrenzt und dessen Position ein optischer und/oder haptischer Indikator für die mittels der Stellschraube eingestellte resultierende Vorspannung der mindestens einen Druckfeder ist.
Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift federbelastet am Gehäuse der Vorrichtung gelagert ist und die durch den ansteigenden Durchmesser der Stellschraube, insbesondere konusartig ansteigenden Durchmesser der Stellschraube auf den Stift aufgebrachte Kraft der Federkraft des Stiftes entgegenwirkt, wobei der Stift bevorzugt mittels einer in das Gehäuse einschraubbaren Mutterschraube beweglich an diesem gelagert ist.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass am stirnseitigen Ende der Mutterschraube eine Öffnung vorgesehen ist, durch diese der Stift je nach Position der Stellschraube aus der Mutterschraube austreten kann, wobei weiterhin bevorzugt eine Soll-Vorspannung der Druckfeder der Vorrichtung dadurch charakterisiert ist, dass der Stift plan mit der Stirnseite des Mutterschraube abschliesst.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet das der Stift zweigeteilt ausgestaltet ist, insbesondere in einen Sicht- und Stellstift unterteilt ist, wobei zwischen den Stiften eine hydraulische oder pneumatische Übersetzung vorgesehen ist, besonders bevorzugt weist der die Stellschraube kontaktierende Stellstift eine größere Steuerfläche als der aus dem Gehäuse bzw. der Mutterschraube austretende Sichtstift auf, wobei weiterhin der Sichtstift bevorzugt federbelastet am Gehäuse bzw. der Mutterschraube gelagert ist.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift, insbesondere Sichtstift, mit einer mechanischen Einrastfunktion, idealerweise einer irreversiblen Einrastfunktion versehen ist, wobei die Einrastfunktion bevorzugt durch einen auf dem Stift/Sichtstift sitzenden Wellensicherungsring realisiert ist, der in eine entsprechende Nut der Stiftaufnahme, insbesondere der Mutterschraube, einrastbar ist.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Hydraulikventil mit ein oder mehreren Ventilelementen ist, wobei mindestens eines dieser Ventilelemente die erfindungsgemäße Stellschraube mit wenigstens zwei Verstellbereichen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder mit wenigstens einem verschieblich gelagerten Stift gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 umfasst.
Hydraulische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Hydraulikregler mit ein oder mehreren Reglerachsen ist, wobei mindestens eine Reglerachse die erfindungsgemäße Stellschraube mit wenigstens zwei Verstellbereichen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder mit wenigstens einem verschieblich gelagerten Stift gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 umfasst.