Aufrufe: 0 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 07.08.2026 Herkunft: Website
Der Durchfluss ist die zentrale Betriebsgröße einer strömungsgesteuerten Schlauchbruchsicherung. Das Ventil ist so konzipiert, dass es geöffnet bleibt, während der Hydraulikfluss im normalen Betriebsbereich bleibt, und sich schließt, wenn der Fluss über einen kalibrierten Schwellenwert steigt. Daher ist die Beziehung zwischen normalem Durchfluss, Spitzendurchfluss und Betätigungsdurchfluss wichtiger als die einfache Auswahl eines Ventils mit der richtigen Gewindegröße.
Wann Wenn die Schlauchbruchventile richtig aufeinander abgestimmt sind, bieten sie einen Notlastschutz mit geringer Beeinträchtigung während der normalen Maschinenbewegung. Wenn das Durchflussverhältnis falsch ist, kann es sein, dass das Ventil im Normalbetrieb auslöst, einen unnötigen Druckverlust verursacht oder bei einem Schlauchbruch zu spät reagiert. Das Verständnis der unterschiedlichen Durchflusswerte im Kreislauf ist daher die Grundlage für die richtige Dimensionierung.
Viele Auswahlfehler beginnen mit einer einzelnen Zahl aus dem Pumpendatenblatt. Wenn eine Pumpe für 40 l/min ausgelegt ist, kann ein Techniker davon ausgehen, dass das Schlauchbruchventil nur 40 l/min bewältigen muss. Das kann falsch sein, da der Durchfluss durch den geschützten Aktuatoranschluss von der Pumpenförderung abweichen kann.
Zylinderflächenverhältnis, lastinduzierte Bewegung, Regenerationskreise, Speicherentladung, Pumpenverdrängungssteuerung und gleichzeitige Funktionen können alle den lokalen Durchfluss verändern. Das Ventil muss für den tatsächlichen Durchfluss ausgewählt werden, der unter den schlechtesten zugelassenen Betriebsbedingungen durch seinen Installationspunkt fließt.
Der Betätigungsstrom ist der Wert, bei dem das innere Schließelement in der Offenstellung instabil wird und sich in Richtung Sitz bewegt. Wenn der maximale zulässige Betriebsfluss zu nahe an diesem Wert liegt, können normale Transienten zu störenden Schließungen führen.
Ein praktisches Design schafft daher einen Spielraum. Für das Produkt Fuke LRV besteht die technische Empfehlung darin, den Schließdurchfluss etwa 50 % über dem maximalen Systemdurchfluss einzustellen. Bei anderen Ventilkonstruktionen können andere Spielräume verwendet werden, daher sollten immer die Angaben des Herstellers befolgt werden. Der wichtige Grundsatz besteht darin, dass der maximale Normaldurchfluss und der Notschließdurchfluss nicht als dieselbe Zahl behandelt werden dürfen.
Ein Maschinenzyklus kann einen durchschnittlichen Durchfluss von 30 l/min haben und gleichzeitig kurze Spitzen von 45 l/min erzeugen. Wenn ein Berstventil auf 40 l/min eingestellt ist, zeigt ein herkömmlicher Durchflussmesser möglicherweise einen scheinbar sicheren Mittelwert an, obwohl das Ventil wiederholt einen höheren Momentanwert erkennt. Bei der Auswahl sollten daher vorübergehende Spitzen berücksichtigt werden, insbesondere bei schnellem Absenken, abrupter Spulenbewegung und Lastbeschleunigung.
Bei einem doppeltwirkenden Zylinder ist die Kappenendfläche größer als die ringförmige Stangenendfläche. Bei gleicher Kolbengeschwindigkeit verdrängt die Deckelseite mehr Öl als die Stangenseite. Diese einfache Geometrie führt dazu, dass die Austrittsströmung je nach Richtung unterschiedlich sein kann.
Angenommen, ein Schlauchbruchventil ist am Kappenende eines lasttragenden Zylinders installiert. Beim Absenken kann der Kolben eine große Ölmenge durch diese Öffnung drücken. Wenn die Auswahl auf der stangenseitigen Strömung oder der Pumpenströmung basiert, kann der tatsächliche Abfluss den erwarteten Wert überschreiten. Das Ventil erscheint dann „zu empfindlich“, obwohl das Grundproblem in einer falschen Durchflussberechnung liegt.
Im Überlastzustand treibt die Schwerkraft den Aktuator an. Die Last kann versuchen, sich schneller zu bewegen, als die Pumpe die gegenüberliegende Kammer füllt, insbesondere wenn der Steuerkreis die Bewegung nicht ausreichend dosiert. Dies kann zu einem hohen Auslassdurchfluss am Schlauchbruchventil führen.
Dieses Verhalten ist der Grund, warum Schlauchbruchventile nicht alle Arten von Bewegungssteuerungsventilen ersetzen können. Das Berstventil sollte während der zulässigen Absenkgeschwindigkeit geöffnet bleiben, während der breitere Hydraulikkreislauf eine unkontrollierte Beschleunigung im Normalbetrieb verhindern sollte. Wenn der normale lastinduzierte Durchfluss instabil ist, löst eine Erhöhung der Berstventileinstellung allein das zugrunde liegende Steuerungsproblem nicht.
Die Strömungsgeschwindigkeit durch einen verengten Durchgang erzeugt Geschwindigkeit. Bei einer gegebenen Strömung führt eine kleinere Innenfläche zu einer höheren Geschwindigkeit und im Allgemeinen zu einem höheren Druckverlust. Ein unterdimensioniertes Schlauchbruchventil kann daher zu einem übermäßigen Druckabfall führen und näher an seinem Schließzustand arbeiten, selbst wenn die Gewindeverbindung korrekt aussieht.
Ein größeres Ventil kann den Druckverlust verringern, aber auch die Auswahl einer Übergröße erfordert Vorsicht. Der gewählte Betätigungsbereich muss noch so niedrig sein, dass ein echter Schlauchbruch den erforderlichen Schließzustand erzeugt. Die hydraulische Dimensionierung ist ein Gleichgewicht zwischen der effizienten Weiterleitung des normalen Durchflusses und der Wahrung einer zuverlässigen Notfallempfindlichkeit.
Der Druckabfall durch ein offenes Ventil nimmt mit zunehmendem Durchfluss zu. Ein übermäßiger Druckabfall verschwendet hydraulische Energie und kann Wärme erzeugen. Dadurch ändert sich auch der Druck, der anderen Teilen des Kreislaufs zur Verfügung steht. Ein Ventil, das bei 20 l/min mit geringer Einschränkung arbeitet, kann sich bei 70 l/min ganz anders verhalten.
Hersteller stellen häufig Druckabfallkurven bei vorgegebener Ölviskosität und -temperatur zur Verfügung. Diese Kurven sind nützlicher als die Gewindegröße allein, da sie zeigen, wie sich das Ventil über verschiedene Durchflussbereiche hinweg verhält. Bei der Bewertung einer Maschine mit hohem Arbeitszyklus sollte der normale Betriebspunkt in einem angemessenen Teil der Durchflusskurve und nicht in der Nähe der Grenze der Ventilkapazität liegen.
Ein Durchfluss von 40 l/min schafft bei kaltem Öl mit hoher Viskosität nicht genau die gleichen hydraulischen Bedingungen wie bei warmem Öl mit niedriger Viskosität. Die Viskosität beeinflusst den Druckverlust, die Reynolds-Zahl, die innere Dämpfung und die Kraftverteilung um das bewegliche Element. Ein Ventil, das bei Betriebstemperatur stabil ist, ist möglicherweise anfälliger für ein störendes Schließen beim Kaltstart.
Bei der Auswahl sollte daher der gesamte erwartete Flüssigkeitstemperaturbereich berücksichtigt werden. Wenn die Maschine im Freien betrieben wird, kann die Winterviskosität besonders wichtig sein. Die richtige Ölsorte, Aufwärmübungen und die richtige Ventilgröße tragen dazu bei, eine vorhersehbare Leistung aufrechtzuerhalten.
Wegeventile öffnen nicht immer stufenweise. Ein schneller Steuerschieber, ein Magnetventil oder ein aggressiver Joystick-Befehl können dazu führen, dass ein beladener Zylinder sehr schnell zurückkehrt. Der resultierende Übergang kann nur den Bruchteil einer Sekunde dauern, aber dennoch die Schließschwelle des Schlauchbruchventils überschreiten.
Aus diesem Grund sollte die Inbetriebnahme realistische Bedienereingaben umfassen und nicht nur langsame Bewegungen im Laborstil. Testen Sie die Maschine mit zulässigen Lasten, Motordrehzahlen und Steuerbefehlen. Wenn ein Ventil nur während des schärfsten Übergangs auslöst, sollte der Übergangspeak quantifiziert werden, bevor die Betätigungseinstellung geändert wird.
Eine vollständige Schlauchtrennung kann den nachgeschalteten Widerstand drastisch reduzieren. Der von der schwebenden Last gespeicherte Druck treibt dann durch den offenen Ausfall Öl aus dem Zylinder. Der Durchflussanstieg hängt vom Lastdruck, der Schlauchgröße, der Bruchstelle, den Flüssigkeitseigenschaften und den Einschränkungen zwischen Aktuator und Bruch ab.
Ein teilweiser Bruch kann zu einem geringeren Anstieg führen als ein vollständig durchtrennter Schlauch. Dies ist wichtig, da die Auslöseschwelle auch bei glaubwürdigen Fehlerszenarien das definierte Sicherheitsziel der Maschine unterstützen muss. Eine zu hohe Kalibrierung kann Fehlauslösungen reduzieren, kann aber auch zu einem stärkeren Leck führen, bevor das Ventil schließt.
Ein 3/8-Zoll- oder 1/2-Zoll-Gewinde kennzeichnet die mechanische Verbindungsgeometrie und nicht einen universellen Hydraulikfluss. Verschiedene Hersteller können bei gleicher Anschlussgröße deutlich unterschiedliche interne Durchgänge entwerfen. Derselbe Ventilkörper kann auch mit unterschiedlich kalibrierten Schließdurchflussbereichen angeboten werden.
Verwenden Sie die Gewindegröße zur Bestätigung der mechanischen Kompatibilität erst, nachdem die hydraulische Kapazität und der Betätigungsbereich festgelegt wurden. Dadurch wird der häufige Fehler vermieden, anzunehmen, dass ein zum Schlauchanschluss passendes Ventil automatisch an den Durchfluss angepasst wird.
Beginnen Sie mit der höchsten zulässigen Zylindergeschwindigkeit unter der anspruchsvollsten zugelassenen Last. Bestimmen Sie das verdrängte Ölvolumen an der Ventilstelle und berücksichtigen Sie das Zylinderflächenverhältnis. Berücksichtigen Sie dann die Pumpengeschwindigkeit, die gleichzeitigen Funktionen und alle vorübergehenden Anstiege, die durch Beschleunigung oder Steuerungsumschaltung verursacht werden.
Der resultierende maximale Normaldurchfluss dient als Referenz für die Ventileinstellung. Wenden Sie den vom Hersteller empfohlenen Spielraum an, um das Betätigungsziel festzulegen. Wenn der erforderliche Wert außerhalb des einstellbaren oder kalibrierten Bereichs des Ventils liegt, wählen Sie eine andere Größe, anstatt das vorhandene Ventil auf einen ungeeigneten Extremwert zu zwingen.
Wenn der gemessene maximale normale Durchfluss durch den geschützten Anschluss 60 l/min beträgt, muss die Schließschwelle deutlich über diesem Wert liegen. Die Verwendung einer Produktempfehlung mit einer Marge von etwa 50 % würde auf einen Betätigungswert nahe 90 l/min hinweisen, vorausgesetzt, dass das ausgewählte Ventilmodell diesen Bereich unterstützt und die Schlauchausfallanalyse der Maschine eine angemessene Notfallreaktion bestätigt. Das Beispiel verdeutlicht die Methode, keine universelle Einstellung für jede Schaltung.
Messen Sie den Durchfluss nach Möglichkeit in der Nähe des Schlauchbruchventils und gehen Sie nicht davon aus, dass die Pumpenleistung den gleichen Zustand darstellt. Die Instrumentierung sollte über eine ausreichende Reichweite und Reaktionsgeschwindigkeit verfügen, um vorübergehende Spitzen zu erfassen. Durch die Kombination von Durchflussmessung und Druckmessung können nachgeschaltete Einschränkungen und lastbedingtes Verhalten aufgedeckt werden.
Die Prüfung sollte von qualifiziertem Personal unter kontrollierter Last und in einem sicheren Zustand der Maschine durchgeführt werden. Die Erzeugung eines tatsächlichen unkontrollierten Schlauchbruchs ist keine geeignete Routinetestmethode. Nutzen Sie vom Hersteller genehmigte Funktionstests oder kontrollierte Simulationsverfahren.
Ein Schlauchbruchventil muss zwischen dem höchsten Durchfluss, den die Maschine rechtmäßig benötigt, und dem abnormalen Durchfluss, der durch einen gefährlichen Leitungsausfall entsteht, unterscheiden. Ein zu geringer Abstand führt zu störenden Auslösungen; Zu viel Abstand kann die Empfindlichkeit verringern. Die richtige Dimensionierung hängt daher vom tatsächlichen Anschlussdurchfluss, vorübergehenden Spitzen, der Zylindergeometrie, der Ventilkapazität, der Viskosität und dem Druckabfallverhalten ab.
Ningbo Fuke Hydraulic Machinery Co., Ltd. stellt hydraulische Ventil- und Armaturenprodukte für industrielle und mobile Systeme her. Bei der Spezifikation eines Schlauchbruchventils ermöglicht die gemeinsame Nutzung des maximalen Normaldurchflusses, des Arbeitsdrucks, der Ölviskosität, des Temperaturbereichs, der Zylinderkonfiguration und der Anschlussdetails eine Anpassung des Betätigungsbereichs an reale Maschinenbedingungen und nicht nur an eine Nennschlauch- oder Pumpengröße.
