Ventile der Hydraulik

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1 0-IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: ;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 :0:20 Ventile der Hydraulik Druckventile A B A B Druckventile B P T A Wegeventile Stromventile Sperrventile 2-Wege-Einbauventile P T Proportionalventile

2 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: ;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 ::2 Ventile der Hydraulik Wegeventile 2 Stromventile Sperrventile 2-Wege-Einbauventile Proportionalventile Grundschaltungen der Hydraulik e b o r p e s e L Druckventile

3 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: ;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 ::2 Ventile der Hydraulik Thema: Druckventile Dipl.-Ing.(FH) Wolf-Rüdiger Schmidt Schulungsbegleitheft zu den Fluidtechnik-Lehrgängen der Firma Internationale Hydraulik Akademie GmbH Am Promigberg 2 D-008 Dresden

4 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_korr.pdf;S: ;Format:(20.00 x mm);. Jan 20 8:: Impressum: Autor: Dipl.-Ing.(FH) Wolf-Rüdiger Schmidt Jahrgang 9, ist nach dem Studium Allgemeiner Maschinenbau Vertiefungsrichtung Hydraulik seit 99 auf dem Gebiet der Hydraulik und hier speziell in der Stationär-Hydraulik tätig. Im Zeitraum von 99 bis 200 arbeitete er in den Bereichen Instandhaltung für NC-Werkzeugmaschinen, Konstruktion und Projektierung von hydraulischen Anlagen. Seit 200 ist er als Trainer für die Weiterbildung von Praktikern auf dem Fachgebiet Hydraulik tätig.. Auflage 20 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung des Heftes oder von Teilen dieses Heftes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 9 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften, Normen oder Richtlinien (z. B. DIN, VDI, VDE) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so wird keine Gewähr für die Richtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität gegeben. Für eigene Arbeiten sind die vollständigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gültigen Fassung hinzuzuziehen. Die gezeigten Darstellungen der Komponenten sollen das Funktionsprinzip erklären, es sind keine technischen Konstruktionszeichnungen eines Herstellers und nicht maßstabgerecht dargestellt. Printed in Germany Copyright 20 by: Internationale Hydraulik Akademie GmbH Dresden Grafiken und Zeichnungen: Wolf-Rüdiger Schmidt Satz: JournalMedia GmbH, Richard-Reitzner-Allee, 80 München-Haar Herausgeber: Verlag Moderne Industrie GmbH, Justus-von-Liebig-Straße, 8899 Landsberg

5 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: ;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 ::2 Vorwort Vorwort zur Schulungsreihe Ventile der Hydraulik Die Hydraulik hat in allen Zweigen der Industrie, der Landwirtschaft und natürlich in der Bauindustrie einen wichtigen Platz eingenommen. Sie hat sich zusammen mit der Elektronik zu einer nicht mehr wegzudenkenden Antriebstechnik entwickelt. Die Anforderungen an das Wissen der Konstrukteure, Monteure und Instandhalter zur Wirkungsweise hydraulischer Komponenten hat sich wesentlich erhöht. Besonders die Praktiker sind hier stark gefordert. In vielen Ausbildungsberufen wird die Hydraulik aus den verschiedensten Gründen oft nicht tiefgründig genug bis gar nicht gelehrt oder wichtige theoretische Grundlagenkenntnisse sind im Laufe der Jahre wieder vergessen worden. Dabei ist es für die Fehlersuche in hydraulischen Systemen unerlässlich, den Aufbau und die Funktion einzelner Komponenten und ihr Zusammenspiel in der Praxis zu kennen. Die Internationale Hydraulik Akademie IHA in Dresden hat sich zur Aufgabe gemacht, dieses geforderte Wissen im gesamten Bereich der Hydraulik zu vermitteln und bietet dazu vielfältige Seminare in diesem Fachgebiet an. Zur Unterstützung der Schulungen und zum Auffrischen vorhandenen Wissens ist diese Heftreihe Ventile der Hydraulik entstanden. Hier sind in detaillierten Beschreibungen die Funktionsprinzipien der einzelnen Ventile erläutert und werden durch grafische Prinzipdarstellungen visuell unterstützt. Das vorliegende Heft ist als schulungsbegleitende Unterlage gedacht. Die Abhandlung des Inhalts bezieht sich auf die Schulungen der IHA GmbH. Um dieses Schulungsbegleitheft besser zu verstehen, empfehlen wir Ihnen deshalb unbedingt den Besuch der dazugehörigen Seminare. Informationen zu den aktuellen Schulungsterminen finden Sie unter 2

6 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: ;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 ::2 Formelzeichen und Maßeinheiten Verwendetete Formelzeichen und Maßeinheiten zum Thema: Ventile der Hydraulik 2 A Wirkfläche für den Druck mm² A D Fläche des Drosselquerschnitts mm² A Entsperrkolben Fläche des Kolbens zum Entsperren des Ventils mm² A K Zylinderfläche Kolben mm² A R Zylinderfläche Ringraum mm² A Sperrkegel Fläche der Kegelfläche zum Sperren des Ventils mm² d Düse Durchmesser der Düse mm F Kraft N h Zylinderhub mm i i SBV Aufsteuerverhältnis allgemein für Lasthalteventile = Fläche Aufsteuerkolben zur Fläche Dichtkolben Aufsteuerverhältnis Senkbremsventil k Kompressionsfaktor für Hydrauliköl, x 0 P Leistung, allgemein kw p Druck, allgemein bar P Verl, P Verlust Verlustleistung kw p A Aufsteuerdruck = erforderlicher Druck zum Öffnen des Ventils p DBV, p B Betriebsdruck (eingestellter Druck am DBV) bar P eff., P Antrieb Antriebsleistung kw p L, p Last Lastdruck bar P Nutz Nutzleistung kw p St Druck im Stangenraum des Zylinders bar Q, Q eff. tatsächlicher Volumenstrom der Pumpe l/min Q D Volumenstrom an der Düse l/min Q Nutz. Volumenstrom, der genutzt wird (im Zylinder) l/min Q V, Q Verlust, Q Übers. Volumenstromüberschuss oder -verlust l/min t Zeit sek. V K Kompressionsvolumen cm³ V L Volumen der Leitungen zwischen Zylinder und Ventil cm³ V st Volumen im Stangenraum des Zylinders cm³ V Z Zylindervolumen cm³ α, α 0 Volumenstrombeiwert (0, bis 0,9) Δ p Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang bar Δ pstrv. Druckdifferenz a.d. Druckwaage im Stromregelventil bar ρ Dichte des Mediums (0,89 Hydrauliköl) Ns²/m ϕ, ϕ Z Flächenverhältnis eines Differenzialzylinders = Kolbenfläche zur Ringraumfläche bar

7 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: 8;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 ::2 Inhaltsverzeichnis.0 Grundsätzliches..0. Konstruktionsprinzip und Bezeichnung.0.2 Direkt gesteuert oder vorgesteuert.0. Bauarten Sitzventil Nachteile der Sitzventile Schieberventil Nachteile der Schieberventile 0 Druckbegrenzungsventile (DBV).. Aufgaben der Druckbegrenzungsventile 0..2 Direkt gesteuerte Druckbegrenzungsventile Grundprinzip Einstell-Algorithmus eines Druckbegrenzungsventils..2. Nachteile der direkt gesteuerten Druckbegrenzungsventile..2. Schaltzeichen der direkt gesteuerten Druckbegrenzungsventile..2. Patronenbauweise 8.. Vorgesteuerte Druckbegrenzungsventile 9... Grundprinzip Vorteile eines vorgesteuerten Druckbegrenzungsventils Schaltzeichen der vorgesteuerten Druckbegrenzungsventile 2... Druckbegrenzungsventil, vorgesteuert mit Fernsteuerung Druckbegrenzungsventile, vorgesteuert mit Druckentlastung 2... Regelkennlinie und Einsatzgrenzen 2.2 Druckreduzier- oder Druckminderventil.2. Grundprinzip Wege-Druckreduzierventil (direkt gesteuert) Wege-Druckreduzierventil (vorgesteuert) Wege-Druckreduzierventil (direkt gesteuert) 2

8 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: 9;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 ::2 Inhaltsverzeichnis Druckventile für weitere Anwendungen.. Druckvorspannventil (Gegenhalteventil) 2..2 Bremsventil (Senkbremsventil) Senkbremsventile zur Lasthaltung Senkbremsventile zum kontrollierten Absenken der Last Funktion eines Senkbremsventils..2.. Zylinder heben Zylinder halten..2.. Zylinder senken..2. Erforderlicher Öffnungsdruck zum Absenken..2. Einbau eines Senkbremsventils Arbeitsphasen eines Senkbremsventils Einstellen eines Senkbremsventils Senkbremsventil oder Vorspannventil.. Eigengesteuertes Zuschaltventil (Druckfolgeventil) 2.. Fremdgesteuertes Abschaltventil... Direkt gesteuert...2 Vorgesteuert.. Speicherladeventil.. Druckwaage Wege-Druckwaagen (Eingangsdruckwaage) Wege-Druckwaagen (Individualdruckwaage).. Druckschalter..8 Proportionaldruckventile Zusammenfassung.. Zusammenfassung Alle Schaltzeichen der Druckventile.. Alle Schaltzeichen der Druckventile Quellenverzeichnis 8 Stichwortverzeichnis 9

9 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: 0;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 ::2.0 Grundsätzliches Überschrift.0 Grundsätzliches Druckventile sind Ventile, die den Systemdruck in einer Anlage oder einem Teil der Anlage in bestimmter Weise beeinflussen oder von diesem beeinflusst werden. Dies geschieht ausschließlich mit der Änderung von Drosselquerschnitten durch mechanische, hydraulische oder elektrische Verstellelemente..0. Konstruktionsprinzip und Bezeichnung Ein Kolben wird mit Druck beaufschlagt, sodass entsprechend der Fläche eine Kraft entsteht. Dieser Kraft wird eine Gegenkraft auf der anderen Kolbenseite in Form z. B. einer Feder entgegengesetzt. Ist die Kraft auf den Kolben größer als die eingestellte Federkraft, wird der Kolben in seiner Lage verschoben. Da die Kraft vom Druck abhängig ist, kann über die Einstellung der Federkraft festgelegt werden, bei welchem Druck das Ventil öffnen oder schließen soll. Funktionsprinzip aller Druckventile, die druckabhängig öffnen Funktionsprinzip aller Druckventile, die druckabhängig schließen

10 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: ;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 ::2 Grundsätzliches Überschrift.0 Druckventile werden in der Praxis immer nach ihrem Einsatzweck benannt. Da die Druckventile nicht nur zur Pumpen-Druckbegrenzung eingesetzt werden, sondern zu vielen anderen Aufgaben, haben sich verschiedene Fachbezeichnungen nach dem Einsatzzweck gebildet, die auch von den Herstellern so in Katalogen bezeichnet werden. Das kann verwirren, weil das Symbol in der Regel gleich sein kann und sich oft nur durch kleine Details unterscheidet. Im Weiteren werden die Unterschiede und Funktionen der Ventile beschrieben. 2 Ein Druckventil wird nach der Pumpe zur Begrenzung des maximalen Drucks eingesetzt. Dann wird dieses Ventil allgemein als Pumpen-Druck-Begrenzungs-Ventil oder kurz als Druckbegrenzungsventil (DBV) bezeichnet. Damit ist die Aufgabe dieses Ventils definiert..0.2 Direkt gesteuert oder vorgesteuert Direkt gesteuertes Druckventil: Als Gegenkraft wirkt am Kolben nur eine Feder, die in der Regel einstellbar ist. Vorgesteuertes Druckventil: Zusätzlich zu einer fest eingestellten Federkraft wird die Gegenkraft am Kolben durch den Systemdruck beaufschlagt (Druckwaage). Damit ist es möglich, größere Kräfte und damit größere Baugrößen zu steuern. In der Übersicht sind die wichtigsten Druckventile genannt: Druckbegrenzungsventile Druckreduzierventile Druckvorspannventile Druckschaltventile Druckschalter Druckwaagen Proportionaldruckventile

11 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: 2;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 ::2.0 Überschrift Grundsätzliches.0. Bauarten Druckventile werden als Sitz- oder als Schieberventil ausgeführt. Sitzventil.0.. Sitzventil Schieberventil Sitzventile haben ein schnelles Ansprechverhalten und sind leckölfrei. Die meisten Druckbegrenzungsventile werden mit Sitzkolben ausgeführt. Sicherheitsventile wie Sekundärventile in Baumaschinen, Schockventile an Hydraulikmotoren oder Überlastventile bei Druckspeichern werden ebenfalls immer in Sitzbauweise ausgeführt. Dazu kommt, dass Sitzventile in der Herstellung günstiger sind und dadurch in großen Stückzahlen gefertigt werden. A P B (T) Druckbegrenzungsventil NG Nachteile der Sitzventile In der Ablaufleitung (T) des Ventils dürfen keine nennenswerten Druckschwankungen auftreten, wie z. B. durch zu kleine Rücklaufleitungen. Dieser Gegendruck addiert sich zur Federkraft des Druckventils. Die Folge daraus ist ein schwankendes Öffnungsverhalten des Sperrkolbens, was zu Druckschwankungen oder Überlastungen führen kann. 8

12 0_Innen_IHA-Buch_20_Druckventile_Druck.pdf;S: 9;Format:(20.00 x mm);09. Dec 20 ::2 Druckbegrenzungsventile (DBV). Nach dem Einschalten der Pumpe: Langsam Einstellspindel hineindrehen! Immer die Anlage beobachten (z. B. undichte Verschraubungen)! Mit Manometer Druckwert kontrollieren! Arretierungsmutter festziehen und kontern! Wenn möglich, Einstellung sichern (z. B. Schutzkappe mit Verstellschutz)! 2 Da jedes belastete Ventil mit einer starken Feder zum Schwingen oder Rattern neigt, haben die verschiedenen Konstruktionen Dämpfungseinrichtungen. Dies sind in der Regel in Sackbohrungen eintauchende Kolben, bei denen das dahinter eingespannte Öl als Dämpfungspolster wirkt. Dämpfungskolben im DBV Verstellspindel Feder Spiel Dämpfungskolben Schnitt durch ein DBV für Rohrleitungseinbau