Themen:
- Einführung
- Erstickend
- Durchflussregelventil
Einführung:
Bei hydraulischen Anlagen kann es wichtig sein, die Bewegungsgeschwindigkeit von Hydraulikzylindern oder der Hydropumpe steuern zu können. Zu diesem Zweck kann eine Hydropumpe mit einstellbarem Hubvolumen verwendet werden. Das ist allerdings sehr aufwendig und teuer. Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, eine solche Steuerung zu erreichen, ist der Einsatz von Drosseln und Stromregelventilen. Durch eine Verengung in der Zu- oder Ableitung des Zylinders oder Motors wird der Volumenstrom gedrosselt. Dadurch wird das Rohr abgeklemmt und die Flüssigkeit kann mit reduziertem Volumenstrom hindurchströmen.
Drosselung:
Mit einer Drosselklappensteuerung erzeugen wir eine Verengung im Rohr. Dies kann mit einem Wasserhahn verglichen werden, durch den Wasser fließen kann; Je weiter Sie den Wasserhahn öffnen oder schließen, desto größer oder kleiner wird die Wasserleistung.
Im folgenden Diagramm befindet sich die Drosselung in der Versorgungsleitung zwischen dem Steuerventil und dem Zylinder. Der Pfeil im Gashebel zeigt an, dass er variabel ist: Der Gashebel kann manuell eingestellt werden.
In der Drosselleitung herrscht der von der Hydropumpe erzeugte Druck. Dies ist der maximale Systemdruck. Nach der Drosselung herrscht ein deutlich geringerer Druck. Die Druckenergie geht bei der Drosselung verloren und wird in Wärme umgewandelt. Der Volumenstrom, der die Drosselung verhindert, wird über das Druckbegrenzungsventil in den Rücklauf abgeleitet. Durch die Drosselung wird der Volumenstrom sowohl im Hin- als auch im Hinhub des Kolbens reduziert. Dies ist nicht immer wünschenswert. Mehr dazu später.
Um einen Einblick in die Systemdrücke zu erhalten, hier ein Beispiel für die Druckunterschiede, die eine Drosselung verursachen kann:
- Pumpenleistung = 10 l/min;
- Drosselung ist auf 8 l/min eingestellt;
- über das Druckbegrenzungsventil abgeführter Volumenstrom = 2 l/min.
Ein Hydraulikzylinder kann auf hauptsächlich drei Arten mit einer Volumenstrom-Regulierungsdrossel versehen werden. Das Bild unten zeigt ein elektromagnetisch betätigtes Steuerventil und drei Zylinder. Jeder Zylinder hat eine andere Drosselklappensteuerung:
- Dieser Zylinder verfügt über eine variable Drosselung in der Zuleitung. Der Flüssigkeitsfluss wird sowohl bei der Einwärts- als auch bei der Auswärtsbewegung gedrosselt. Die Ein- und Ausfahrbewegungen der Kolbenstange erfolgen mit gleicher Geschwindigkeit;
- Die Drosselung mit einem federbelasteten Rückschlagventil sorgt dafür, dass die Auswärtsbewegung des Kolbens verlangsamt wird. Bei der Einwärtsbewegung drückt der Flüssigkeitsstrom jedoch das Rückschlagventil auf, sodass die Flüssigkeit durch das Drossel- und Rückschlagventil zurück zum Rücklauf fließen kann. Der Auswärtshub ist daher langsamer als der Einwärtshub;
- Mit einem Drossel- und Rückschlagventil an den Zu- und Ableitungen lässt sich die Kolbengeschwindigkeit am genauesten einstellen: Wenn sich der Kolben bewegt, bestimmt die Drosselung tatsächlich den Flüssigkeitsfluss zum Zylinder. Auf der anderen Seite kann die Flüssigkeit ohne Widerstand zum Reservoir zurückfließen.
Durchflussregelventil:
Stromregelventile werden in Hydrauliksystemen eingesetzt, bei denen die Bewegungsgeschwindigkeit der Zylinder oder Hydraulikmotoren trotz wechselnder Belastung konstant bleiben muss. Im folgenden Diagramm sehen wir unter anderem ein Serien-Stromregelventil und zwei Manometer.
Der an p1 ablesbare Druck hängt vom Druckbegrenzungsventil ab, das einen Teil der Hydropumpenleistung in den Rücklauf zurückführt. Der Druck p2 wird durch die Belastung des Kolbens bestimmt: Wenn beim Ausfahren mehr Gegenkraft auf ihn wirkt, steigt der Druck p2.
Das Stromregelventil ist einstellbar und sorgt dafür, dass der Volumenstrom zum Zylinder unabhängig von den Drücken p1 und p2 konstant bleibt.
Die Funktionsweise des Stromregelventils ist wie folgt: Der Druckabfall (Δp) durch die Drosselstelle im Stromregelventil wird ständig gemessen. Sobald eine Druckänderung auftritt, passt das Stromregelventil die Größe der Drosselung an. Das Druckregelventil sorgt dafür, dass der Druckabfall an der Drosselstelle und damit der Flüssigkeitsdurchfluss jederzeit konstant bleibt.
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