Einleitung: Warum die Geschwindigkeit von Hydraulikzylindern kontrollieren?
Das einzigartige Merkmal von Hydraulikzylindern ist ihr volumetrischer Wirkungsgrad, der sich trotz der Verluste durch den mechanischen Wirkungsgrad dem Wert 100% nähert. Das bedeutet, dass fast die gesamte Flüssigkeit, die in sie eintritt, eine proportionale lineare Bewegung erzeugt, wodurch die Berechnung der Zylindergeschwindigkeit relativ einfach ist.
Industrienormen sind die Richtschnur für hydraulische Konstruktionsentscheidungen. Gemäß ISO 4413:2010, Die Konstrukteure müssen bei der Auslegung der Komponenten für einen sicheren Betrieb die Durchflussmengen und den Druck berücksichtigen.
Hier sind die 5 gängigsten Methoden zur Steuerung der Geschwindigkeit von Hydraulikzylindern:
5 Wege zur Steuerung der Geschwindigkeit von Hydraulikzylindern Durchflusssteuerungsmethoden erklärt1 Meter-In Durchflusskontrolle
Die gängigste Methode zur Steuerung der Geschwindigkeit von Hydraulikzylindern ist die Begrenzung des Durchflusses am Arbeitsanschluss. Sie können Dosierstromregelventile direkt am Arbeitsanschluss, in der Arbeitsleitung oder am Ventilstapel oder -verteiler installieren.
Die Durchflussregelung muss ein Rückschlagventil für den freien Rückfluss enthalten. Dies ist entscheidend, da der Zylinder während des Rückhubs einen ungehinderten Durchfluss benötigt.
Am besten geeignet für: Allgemeine Drehzahlregelungsanwendungen, bei denen die Lastrichtung gleichbleibend ist.
2 Durchflusskontrolle am Auslass
Im Gegensatz zur ersten Methode wird bei der Auslasssteuerung der Flüssigkeitsstrom aus dem Zylinder begrenzt, um die Geschwindigkeit zu steuern.
Warnung: Risiko der Druckintensivierung
Das alte pneumatische Sprichwort “Im Zweifel für die Katz” sollte in der Hydraulik Verdacht erregen Anwendungen. Eine Übersteuerung kann zu einem Druckanstieg führen, der eine Leckage oder einen Ausfall zur Folge hat.
Niemals ausmessen, wenn die stabseitige Flüssigkeit die Last einer doppeltwirkender Zylinder. Wenn dieser Druck dem Gegendruck ausgesetzt ist, verbindet er sich mit dem Lastdruck, wodurch der Druck auf der Stangenseite auf gefährliche Werte ansteigt.
Am besten geeignet für: Anwendungen mit leichten Lasten, bei denen der Gegendruck keine Rolle spielt.
3 Nadelventile
In vielen Fällen sind Nadelventile die effektivste und kostengünstigste Methode zur Steuerung der Zylindergeschwindigkeit.
Ohne eine Rückschlagventil, Nadelventile können den Durchfluss in beide Richtungen drosseln und eignen sich daher für Anwendungen, die einen langsamen Schwerkraftabstieg erfordern.
Am besten geeignet für: Schwerkraftabstiegsanwendungen mit niedriger Geschwindigkeit, bidirektionale Geschwindigkeitssteuerung.
4 Prioritäts-Drei-Port-Flusskontrolle
Dieses Ventil hat einen einzigen Einlass und zwei Auslässe und regelt den Anteil des Durchflusses an beiden Anschlüssen. Der vorrangige Anschluss (CF) ist in der Regel druckkompensiert.
Er bestimmt die Durchflusshierarchie: Fällt der Eingangsdurchfluss unter die eingestellte Durchflusspriorität, ist der Durchfluss zum dritten Anschluss (EF) nicht mehr verfügbar.
Vorsicht! Bei Anwendungen mit großem Einlassstrom und geringem geregeltem Durchfluss wird der gesamte Einlassstrom durch den Betriebsdruck beeinflusst, und überschüssiger Durchfluss wird als Wärme verschwendet.
Am besten geeignet für: Systeme, die einen vorrangigen Durchfluss zu einem Stellglied mit Überlauf zu den Sekundärkreisen erfordern.
5 Proportional-Wegeventile
Proportionalventile regeln die Position des Steuerkolbens mit Hilfe von PWM-Reglern und erreichen so einen variablen Durchfluss. Der Kolben enthält Dosierrillen, die einen dosierten Durchfluss ermöglichen, im Wesentlichen ähnlich wie bei Doppelnadelventilen.
Druckausgleich, Lastabtastung oder komplexe elektronische Steuerung verleihen Proportionalventilen eine überlegene Leistung bei der Steuerung der Zylindergeschwindigkeit.
Am besten geeignet für: Hochpräzise Anwendungen, die eine variable Drehzahlregelung erfordern.
Vergleich: 5 Methoden der Geschwindigkeitskontrolle
| Methode | Durchflussbeschränkung | Beste Anwendung | Risikostufe |
|---|
| Zähler-Eingang | Einlass | Allgemeine Geschwindigkeitskontrolle | Niedrig |
| Auszähler | Auslass | Leichte Lastanwendungen | Hoch |
| Nadelventil | Beide Richtungen | Abstieg durch Schwerkraft | Mittel |
| Vorrangige Flusskontrolle | Geregelter Anteil | Systeme mit mehreren Aktuatoren | Niedrig |
| Proportionalventil | Variabel | Präzise Kontrolle | Niedrig |
Wie Sie die richtige Methode zur Geschwindigkeitskontrolle wählen
- Einfache Geschwindigkeitskontrolle erforderlich? Einspeisung mit Rückschlagventil
- Variable Last vorhanden? Proportionalventil mit Lastabtastung
- Kostengünstige bidirektionale Steuerung? Nadelventil (ohne Rückschlagventil)
- Vorrangiger Durchfluss zu einem Aktor? Prioritätsflusskontrolle mit drei Anschlüssen
- Hochpräzise Anforderungen? Proportionalventil mit PWM-Steuerung
Häufig gestellte Fragen
F: Was ist der Unterschied zwischen Ein- und Auszählkontrolle?A: Die Einlaufmessung drosselt den Durchfluss in den Zylinder, die Auslaufmessung drosselt den Durchfluss aus dem Zylinder. Dosieren ist im Allgemeinen sicherer für variable Lasten; Dosieren kann eine Druckverstärkung verursachen.
F: Warum brauchen Stromregelventile Rückschlagventile?A: Rückschlagventile sorgen für einen freien Rücklauf, so dass der Zylinder bei geschlossenem Stromregelventil ungehindert einfahren kann.
F: Was verursacht eine Druckverstärkung bei der Auslaufkontrolle?A: Wenn der Auslassdurchfluss gedrosselt ist, verbindet sich der Gegendruck mit dem Lastdruck auf der Stangenseite, wodurch der Systemdruck überschritten werden kann.
