Energieeffizienz steigern
Die Firma Hansaflex berichtet, dass sie immer mehr Kundenanfragen erhält in Bezug auf die Energieeffizienz der hydraulischen Systeme. „So fragen sich unsere Kunden schon, ob ein Motor eine gewisse Literleistung erzeugen muss, die dann hinterher mittels Drosseln wieder vernichtet wird. Kann man das nicht anders lösen? Die hydraulischen Schaltpläne werden umgestrickt, sodass gewisse Schaltelemente deutlich Marktanteile verlieren können. “Gerrit Ruppel kann das bestätigen: „Energieeffizienz und der Wunsch nach geringerem Energieaufwand ist eins der großen Themen für unsere Kunden!“
Das Ecoline-Programm von Sun Hydraulics steigert die Energieeffizienz und senkt den Kraftstoffverbrauch, zum Beispiel bei Anwendungen wie Teleskoplader, Portalkräne und Lasthalteventile. Die eSense™-Lösung bietet, laut Unternehmen, 100 % der Leistung bei 30 % des Energieverbrauchs im Vergleich zu einer herkömmlichen Lösung mit Senkbremshalteventilen..
Befragt nach den Trends beziehungsweise Kundenanforderungen in der Cartridgeventiltechnik meint Bucher Hydraulics: „Die deltaP-Werte sollten möglichst klein sein. Drosselfunktionen sollten in die Patrone integriert werden – und was immer öfter zu beobachten ist, dass Funktionen, die früher mit zwei oder mehreren Ventilen geregelt wurden, heute mit einem einzigen Ventil gelöst werden sollen.“ Das sieht auch Gerhard Ruppel so: „Ventilkombinationen wie ein Drosselrückschlagventil mit entsperrbaren Rückschlagventil sind sehr interessant.“
Automation NEXT Conference 2024
Entdecken Sie die Zukunft der Automatisierung auf der Automation NEXT Conference 2024. Diese bedeutende Veranstaltung, die am 15. und 16. Oktober 2024 im Nestor Hotel Ludwigsburg stattfindet, bringt Branchenexperten zusammen, um über neueste Trends und Technologien in der Automatisierung zu diskutieren.
Die Themenbereiche umfassen Künstliche Intelligenz, Industrie 4.0, Cybersicherheit, Edge Computing, Robotik und nachhaltige Automatisierungslösungen. Die Veranstaltung bietet eine einzigartige Plattform für Wissensaustausch, Netzwerken und Inspiration für Fachleute aus der Automatisierungsbranche.
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Neu bei Cartridgeventilen
Sun Hydraulics hat ein Cartridgeventil für Atex-Anwendungen entwickelt. Die fest verbundene Spule auf dem Cartridge ist IP67 und EX II 2G zertifiziert. Eine typische Anwendung hierfür ist das Ent- und Beladen von Tankern. Eine weitere Neuheit von Sun sind Loadmatch-Ventile, das sind sich automatisch auf das 1.3-fache der aktuellen Last einstellende Senkbremshalteventile. Diese Loadmatch-Ventile beinhalten mehrere Funktionen: Ein Umgehungsrückschlagventil sowie lastabhängige und thermische Druckbegrenzung. Dadurch wird erreicht, dass die Aufsteuerdrücke für jeden Lastdruck nahezu identisch sind. Kurzfristig ist ein maximaler Arbeitsdruck von 420 Bar erreichbar, der Nennvolumenstrom liegt bei 120 Liter pro Minute.
Die Aktiv-Cartridgeventile von Moog haben eine zusätzliche Steuerfläche. (Bild: Moog)
Bei den Proportionalventilen ist in letzter Zeit einiges geschehen. Der Durchfluss und die Druckbeständigkeit wurden erhöht. Es gibt jetzt auch Wegeventile für größere Durchflüsse mit Vorsteuerventil. So ist es bei Druckwaagen gelungen, mit einer geringeren Federgegenkraft von 3,5 anstelle von 14 Bar die gleichen Leistungswerte zu erzielen.
Die Firma Moog hat Aktiv-Cartridges entwickelt – mit einer zusätzlichen Steuerfläche. Dadurch kann auch bei niedrigem Systemdruck eine geringe Schließzeit garantiert werden. Der Unterschied von aktiven und passiven Cartridgeventilen besteht darin, dass aktive einen doppelt wirkenden Vorsteuerkolben verwenden, um den Kegel aktiv zu öffnen und zu schließen. Passive Cartridges verwenden nur einen einfachwirkenden Kolben, der den Kegel nur aktiv schließen kann. Die aktiven Ventile haben bessere Öffnungs- und Schließzeiten und erreichen unter Last bessere Zuhaltung.
Verwendungen finden diese aktiven Cartridges bei hydraulisch vorgesteuerten Rückschlag- oder Wege-Steuerung sowie bei magnetventilbestätigter Rückschlag- oder Wege-Steuerung. Moog bietet seine aktiven Cartridges auch mit Stellungsüberwachung an. Des weiteren dort im Programm: Zwei-Wege- und Drei-Wege-Servocartridges.
Technik im Detail
Flächenverhältnis als Funktionsregler
Die wichtigste Größe für die Funktion eines Cartridgeventils ist das Flächenverhältnis zwischen der Steuer- und der Ringfläche. Die Ringfläche (beziehungsweise Sitzfläche) wirkt in Öffnungsrichtung, die Steuerfläche sowie die eingebaute Feder in Schließrichtung des Ventils. Die Größe der Sitz-/Ringfläche wird als 100 Prozent angenommen – und dann ergeben sich typische Größenverhältnisse von 1:1, 1:1.6 und 1:2.
Ist das Größenverhältnis 1:1, kann das Ventil nur in einer Richtung durchströmt werden, ansonsten beidseitig. Wobei diese Ausführung für Druckfunktionalitäten nicht geeignet ist, da durch die gegebene Druckübersetzung das Vorsteuerventil geöffnet wird. Aus dem gegebenen Flächenverhältnis ergibt sich die technische Anwendung, wie zum Beispiel Wegeventil, Druckbegrenzungsventil, Druckwaage, Rückschlagventil, Staudruckventil und Nachsaugventil.
Für Wind und Wasser
Da Sun berichtet, dass viele ihrer Ventile entweder in Windparks gehen, wo sie die Pitchverstellung regeln oder generell im Offshore-Bereich eingesetzt werden, müsse gewährleistet sein, dass sie auch noch nach Jahren fehlerfrei funktionieren. Deshalb wurde eine spezielle Beschichtung entwickelt, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit gewährleistet. „Gerade im Seewasserbereich wird darauf geachtet, dass man die Ventile vor aggressiven Umwelteinflüssen schützt“, meint auch Gerhard Ruppel. Großer Vorteil der Cartridgeventile sei, dass sie servicefreundlicher sind, auch wenn man das Servicepersonal vorher besser ausbilden müsse. Schmutz beziehungsweise verschmutzte Ventilsitze seien meistens die Ursache für Fehler.
Und was wollen die Anwender? Die wünschen sich von den Herstellern mehr technische Informationen über die Einsatzgrenzen der verbauten Ventile in Spezialanwendungen. So berichtet einer der Befragten, dass er Probleme bekam, als er ein Rückschlagventil benötigte, das 80 Doppelhübe pro Minute in einem Biegeprozess leisten sollte. Die ersten getesteten Ventile zerlegten sich schon bei 40 Doppelhüben – und man musste das geeignete Ventil durch Trial and Error suchen.