Hydraulikantriebe holen auf bei Steuerbarkeit und Energieeffizienz

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In Bild 6 gibt der blaue Punkt ganz rechts die neue Geschwindigkeitsgrenze wieder. Dieser Grenzwert wird nicht erreicht, weil der Systemdruck mit 100 bar zu niedrig ist. Im Vergleich zur Standardschaltung mit 210 mm/s maximaler Ausfahrgeschwindigkeit wird aufgrund der externen P-Regeneration und der genannten Systemparameter eine um 50% höhere Geschwindigkeit erzielt. Weil dabei die Regelkante BT umgangen wird, verschlechtert sich die Steuerbarkeit, was bei ziehenden Lasten zu Kavitation führen kann.

Interne P-Regeneration mit schlechteren Ergebnissen bei Kraft und Geschwindigkeit

Bezüglich der Kraft und Geschwindigkeit führt die interne P-Regeneration zu schlechteren Ergebnissen. Besonders erhöht sich bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten der Druck in B über den Systemdruck.

Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich der Kolben am Anschluss PB nicht zum vollen Volumenstromquerschnitt von 1 öffnet, sondern die Hälfte dieses Steuerkantenquerschnitts für die Verbindung BT benötigt wird. Bild 8 zeigt, dass die Integration dieser Verbindung ins Ventil beim Vergleich mit Standardkolben zu kleineren Steuerflächen bei PB und BT führt.

Bei der P-Regenerationsschaltung mit integriertem Spezialkolben steigt die Gefahr, dass der Zylinder überlastet wird (Bild 7). Bei einem 2 : 1-Zylinder kann schlimmstenfalls in B der doppelte Systemdruck entstehen. Steigt der Systemdruck über 175 bar, können die Zylinder überlastet werden, sofern man keine Maßnahmen zur Begrenzung eines übermäßigen Drucks ergreift.

A-Regeneration bietet deutliche Vorteile

Das Konzept der A-Regeneration ist das Ergebnis der Analysen von Parker aus den beschriebenen Schaltungen sowie deren Vor- und Nachteile. Der größte Nachteil bei der externen P-Regeneration ist das Fehlen der Steuerkante BT, was die Steuerbarkeit des Zylinders verschlechtert. Das Problem der internen P-Regeneration ist die Druckübersetzung in B. Das Fluid von B muss nach A fließen. Es wäre also logisch, diesen Strömungsweg über die Pumpe zu vermeiden und B so mit A zu verbinden, dass die Steuerkante BT erhalten bleibt. Diese einfache Maßnahme hat drastische Auswirkungen, wie Bild 9 zeigt:

Die PA-Steuerkante erhält im Vergleich zur P-Regeneration bei gleicher Geschwindigkeit nur die Hälfte des Fluidvolumens. Der Druckabfall an PA ist daher geringer, sodass mehr Kraft beim Ausfahren zur Verfügung steht.

Aus Bild 10 wird ersichtlich, dass der Zylinder jetzt eine Geschwindigkeit bis zu 420 mm/s erreichen und bei diesem Tempo noch eine Kraft von etwa 24 kN erbringen kann. Das entspricht einer Steigerung der möglichen Ausfahrgeschwindigkeit von 200% im Vergleich zur Standardschaltung, wobei die nutzbare Kraft im gesamten Geschwindigkeitsspektrum verfügbar ist.

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