Rückschlagventil, entsperrbar, Federkammer atmosphärisch entlastet

Allgemein sollten entsperrbare Rückschlagventile möglichst nahe an dem Stellglied angebracht werden, um optimalen Schutz im Falle von Schlauch- oder Rohrleitungsversagen zu bieten. SUN bietet viele Montageoptionen an, die dafür geeignet sind. Zusätzlich können diese Einschraubventile direkt in das Stellglied eingebaut werden, indem eine Einschraubbohrung in das Gehäuse eingebracht wird.

Nicht ganz. Entlastete Rückschlagventile alter Art, die einen Ansteueranschluss am Ende des Sechskantkörpers haben und über Anschluss 3 entlastet werden, haben eine sogenannte proportionale Druckmindereigenschaft. Der Schaft des Ventilsitzes befand sich im entlasteten Bereich und die Schaftfläche war etwa 1/4 der Fläche des Sitzes selbst. Das bedeutet, dass nur 75 % des Drucks an das Stellglied weitergegeben werden konnte. Bei einem Systemdruck von 210 bar war der höchste Druck am Stellglied 155 bar. Die Teilenummern der alten Ventile sind:

CKCE, CKEE, CKGE, CKIE, CKCF, CKGF, CKIF, CKCG, CKEG, CKGG, CKIG, CKCH, CKEH, CKGH und CKIH

In unseren 1992er Katalogen stellten wir das neue Design der entlasteten entsperrbaren Rückschlagventilen erstmals vor. Diese Ventile zeigten nicht mehr die proportionale Druckmindereigenschaft und erlaubten vollen Systemdruck am Stellglied. Die Ansteuerung erfolgt jetzt über Anschluss 3. Das erlaubt, dass entlastete Senkbremsventile und entlastete Rückschlagventile die gleichen Gehäuse nutzen können. Das neue Design ermöglicht höhere Federkräfte, um die Möglichkeit einer fehlerhaften Aufsteuerung zu mindern. Das neue Design erlaubt außerdem eine Entlastung über einen Anschluss im Sechskantkörper.

Die neuen Ventile sollen die alte Variante ersetzen. Dabei ist jedoch mit Vorsicht vorzugehen. Wenn Sie die alten Ventile mit der Druckmindereigenschaft ersetzen, werden Sie einen Anstieg der Kraft am Stellglied um 33 % beobachten. Die Teilenummern sind: CKCI, CKEI, CKGI und CKII.

Die Entlastung ist nicht vollständig. Es gibt eine Fläche im entlasteten Bereich, die der Feder des Sitzes entgegenwirkt. Es besteht die, wenn auch unwahrscheinliche, Möglichkeit, dass ein Druck von 30 bar im entlasteten Raum das Ventil offen hält.

Das ist einen gute Frage. Wir haben diese Daten nie veröffentlicht. Wenn Sie die Fläche des Vorsteuerkolbens mit der Fläche des Sitzes vergleichen, hat Serie 0 ein Verhältnis von 3:1, Serie 1, 3 und 4 ein Verhältnis von 4:1 und Serie 2 hat 4,4:1.

Zu Anfang war das Ventil der Wahl ein Ventil mit Delrinsitz. Wegen der Nachgiebigkeit des Sitzes verringert sich das Aufsteuerverhältnis mit steigendem Druck, da der Kolben in den Sitz einsinkt. Eventuell setzt sich der Sitz und das Verhältnis ist auch bei geringen Drücken kleiner. Alles verringert das Verhältnis, sogar Verschleiß und Beschädigung eines Stahlsitzes. Die Federn im Ventil verringern das Verhältnis weiter bei niedrigen Drücken. Das effektive Aufsteuerverhältnis ist immer geringer als das Flächenverhältnis.

Die richtige Einschätzung des Aufsteuerverhältnisses unserer entsperrbaren Rückschlagventile führt zu robusteren Schaltungen.

Ja, aber.... Unsere Ventile sind dafür vorgesehen, mit Hydraulikflüssigkeiten zu arbeiten. Sie sind nicht gegen das Wasser in der Druckluft geschützt. Korrosion kann also auftreten. Die Ventile mit einem Öffnungsdruck von 2 bar oder weniger (Z, A, B und C Federbereich) haben 2 Federn, eine, um den Sitz zu schließen und eine, um den Vorsteuerkolben zurückzusetzen. Die Feder für den Vorsteuerkolben benötigt 2 bis 2,5 bar Steuerdruck. Der minimale Druck, um ein CKCB-XCN zu öffnen, welches 2 bar Öffnungsdruck hat, ist etwa 3 bar. Um ein entsperrbares Rückschlagventil mit 210 bar an Anschluss 1 zu öffnen, benötigt man 72 bar an Anschluss 3, das entspricht einem effektiven Aufsteuerverhältnis von 2,9:1. Um ein entsperrbares Rückschlagventil mit 2 bar an Anschluss 1 zu öffnen, werden 3,8 bar an Anschluss 3 benötigt. Dies entspricht 0,5:1 effektivem Aufsteuerverhältnis.

Direkt gesteuert Ventile werden genutzt, um Überdruck zu vermeiden und vorgesteuerte Ventile werden genutzt, um einen Druck zu regulieren. Wenn Sie unsicher in Ihrer Entscheidung sind, nehmen Sie ein direkt gesteuertes Ventil. SUNs direkt gesteuerte Ventile sind sehr schnell, schmutzunempfindlich, haltbar und robust. SUNs vorgesteuerte Ventile sind moderat schnell, haben einen geringen Druckanstieg über dem Volumenstrom und sind einfach einzustellen.

Entsperrbare Rückschlagventile auf der Stangenseite eines Zylinders können ein Problem darstellen, weil infolge der Druckübersetzung der Druck auf der Stangenseite über die Auslegungsgrenzen ansteigen kann. Bei Zylindern mit großen Kolbenstangen kann der Druck auf der Stangenseite so hoch werden, dass ein entsperrbares Rückschlagventil nicht mehr aufgesteuert werden kann. Betrachten Sie die Verhältnisse weiter unten. Zum Beispiel beträgt bei einem Klemmzylinder das Zylinderverhältnis 2:1 und der Klemmdruck 140 bar. Wenn das entsperrbare Rückschlagventil ein Aufsteuerverhältnis von 3:1 hat, sind mehr als 140 bar nötig, um das Ventil aufzusteuern. In diesem Moment ist der Druck auf der Stangenseite bereits auf 420 bar angestiegen.

Es sind genau 250 "SUN" Tropfen in einem cubic inch oder 15 in einem ccm.

Die Standardversion mit leckagebehaftetem Kolben erlaubt eine geringfügige Leckage zwischen Anschluss 3 und Anschluss 2, wodurch eingeschlossene Luft aus der Vorsteuerung ausgespült wird. Die Versionen mit abgedichtetem Vorsteuerkolben können etwas träger schließen wegen der eingeschlossenen Luft. Alle Ventile mit 4 Anschlüssen haben abgedichtete Vorsteuerkolben. Bei Ventilen mit 4 Anschlüssen darf der Anschluss 4 (Entlastung) niemals versperrt werden, da Dichtungsleckage sonst eventuell zu einer Fehlfunktion führen könnte. 1 bis 2 Tropfen Öl gelangen alle 4000 Zyklen in die Federkammer, dies entspricht etwa 16 ccm während einer Million Zyklen.

Wir haben vier Erklärungen dafür:

• Viele Zyklen mit zu hohem Druck. Stützringe sind Opferbauteile. Ihre Aufgabe ist es, den notwendigen Spalt zwischen Einschraubventil und der Cavity zu füllen und so die primäre Dichtung, den O-Ring, zu schützen. Wenn der Spalt zu groß oder der Druck zu hoch ist, extrudiert der Stützring in den Spalt und wird beschädigt. Wenn ein Durchbruch am Stützring auftritt, beginnt der O-Ring sich aufzulösen und versagt dann schnell. Unter 210 bar sollte das nie passieren. Bei 350 bar müssen die Dichtungen nach 1.000.000 Zyklen ausgetauscht werden. Zu große Einschraubbohrungen und raue Oberflächen können den Verschleiß stark beschleunigen.,
• Nicht korrekt gefertigte Einschraubbohrungen. Ein bekanntes Problem ist, dass die Reibahle nicht tief genug in die Bohrung eingefahren wird, um eine gute O-Ringführung zu erzeugen. Auch kann es ein seitlicher Anschluss sein, der die O-Ringführung beschädigt. Das Symtom sieht so aus, dass an der Dichtung ein Stück fehlt.
• Zu schwach angezogene Ventile. Wenn die Ventile nicht stark genug angezogen werden, kann es passieren, dass sie sich herausdrehen. Wenn sich die Ventile weit genug herausdrehen, kommen die Dichtungen frei, was zum abrupten Versagen der Dichtung führt. Das Symtom ist, dass ein Stück der Dichtung fehlt. Siehe auch die FAQ über das Herausdrehen von Einschraubventilen.
• Ölgefüllte Einschraubbohrung. Um ein Wegdriften der Last zu untersuchen, wird das Ventil zum ersten Mal gezogen. Nach dem Austauschen des Ventils ist die Drift eventuell noch schlechter geworden. Jedes Mal, wenn das Einschraubventil geprüft wird, sind die Dichtungen verschoben. Das ist ein interessantes Phänomen, ist aber erklärbar und vorführbar. Es beginnt mit einer Einschraubbohrung, die mit Öl gefüllt ist. SUNs Lasthalteventile blockieren den Ölstrom von der Nase des Ventils (Anschluss 1) zur Seite (Anschluss 2). Wenn die Nasendichtungen in ihre Bohrung eindringen, versuchen sie, abzudichten. Falls das Öl nicht verdrängt werden kann, wird sich ein Druck an Anschluss 1 aufbauen. Wenn der Druck weiter ansteigt, werden die Dichtungen aus ihren Nuten herausgedrängt in den Bereich von Anschluss 2. Das Symtom ist, dass die Dichtungen manchmal intakt sind, manchmal aber schwer beschädigt.

Die Lösung ist einfach. Stecken Sie Ihren Finger in die Bohrung. Bringen Sie Luft an die Spitze der Bohrung und die Dichtungen werden ihre Führung erreicht haben, bevor sich genug Druck aufbauen kann, um die Dichtungen herauszudrücken.

Der Steuerdruck an Anschluss 3 ist für ein entsperrbares Rückschlagventil direkt proportional zum Lastdruck an Anschluss 1. Je höher der Lastdruck, um so mehr Druck ist nötig, um das Ventil aufzusteuern. Benutzen Sie die folgenden Gleichungen, um den Druck zu berechnen, der nötig ist, eine Last abzusenken.

Die Gleichungen gelten nur für ideale Bedingungen und für Schaltungen ohne Gegendruck.

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Das Aufsteuerverhältnis ist das Verhältnis der Fläche vom Vorsteuerkolben zu der Fläche des Ventilsitzes, d. h. bei einem Ventil mit einem Aufsteuerverhältnis von 3:1 ist die Fläche des Vorsteuerkolbens drei mal größer als die Fläche des Ventilsitzes.

Ein entsperrbares Rückschlagventil ist ein Lasthalteventil und nicht geeignet, eine Bewegung oder eine voreilende Last zu kontrollieren. Es ist nicht in der Lage, Energie gezielt umzuwandeln. Ein entsperrbares Rückschlagventil ist entweder offen oder geschlossen, es kann nicht regeln. Wenn Sie versuchen, eine voreilende Last mit einem entsperrbaren Rückschlagventil zu kontrollieren, wird warscheinlich eine heftig ratternde Bewegung des Stellgliedes auftreten.

Benutzen Sie ein Senkbremshalteventil. In dem Beispiel oben wäre der benötigte Druck um den Zylinder auszufahren weniger als 13 bar.

Unsere Konfiguration eignet sich nicht für hohe Verhältnisse. Da wir den Kolben nicht größer machen können, müsten wir den Sitz kleiner machen. Ein kleinerer Sitz würde jedoch den Durchfluss veringern. Aber es gibt eine Lösung: Benutzen Sie ein Senkbremshalteventil.

Wegen des sehr hohen Zusteuerverhältnisses hat das COFO eine eingeschränkte Kapazität. Der Entladepfad ist lediglich eine 1,3 mm große Blende. Wenn Sie große Speicher und geringe Vorfülldrücke haben, wird der Speicher nicht schnell genug entladen. Die Verbindung eines COFO Einschraubventils mit einem LODA-XDN sorgt für größere Volumenströme bei solchen Anwendungen.

Nichts, sie sind weiterhin verfügbar. Wir haben sie jedoch nicht mehr im Katalog und werben auch nicht mehr dafür. Nach Jahren der Erfahrung, des Testens und der Entwicklung kamen wir zu dem Schluss, dass sie am besten für moderate Drücke geeignet sind, 140 - 210 bar (2000 - 3000 psi). Wenn der Sitz weich genug ist, um bei geringen Drücken zu funktionieren, ist er zu weich, um die heute üblichen Drücke und Volumenströme auszuhalten. Wenn Sie ein schmutziges System mit mittleren Drücken und keinen hohen Volumenströmen und Temperaturen haben und Sie wünschen geringe Leckageraten, können Sie weiche Sitze in Betracht ziehen. Ein hartes Schmutzteilchen kann einen Stahlsitz zum Lecken bringen. Ein weicher Sitz kann eine Menge Schmutz vertragen, bevor er undicht wird. Jedoch kann ein Schmutzteilchen einen weichen Sitz bei geringen Drücken undicht werden lassen. Ursprünglich hatten wir eine engere Leckagespezifikation für Ventile mit weichen Dichtungen. Jedoch als wir entschieden haben, für die Ventile mit Stahlsitzen anstelle von Delrinsitzen zu werben, haben wir die Leckagespezifikationen entsprechend angepasst.

Entsperrbare Rückschlagventile mit 3 Anschlüssen und atmosphärischer Entlastung werden als Problemlöser bei existierenden Schaltungen eingesetzt, in denen nicht entlastete Ventile eingebaut waren. Wenn bei Neukonstruktionen entlastete Ventile benötigt werden, sollte man die Ausführung mit 4 Anschlüssen vorziehen. Atmosphärisch entlastete Ventile können externe Leckage bekommen und ermöglichen eventuell das Eindringen von Feuchtigkeit in die Federkammer, selbst dann, wenn die Federkammer abgedichtet ist.

Es sollte an einer direkt nachgeschalteter Stelle entlastet werden. Entlastete, entsperrbare Rückschlagventile benötigen den gleichen Aufsteuerdruck um zu öffnen wie nicht entlastete Ventile, jedoch einmal geöffnet benötigen sie weniger als 7 bar, um geöffnet zu bleiben. Schauen Sie auf die zwei Kreise unten.

• Auf der rechten Seite kann die Last sich frei bewegen, das Rückschlagventil wird offen gehalten durch den Tankdruck, der als Steuerdruck wirkt. Der Kreis rechts kann korrekt arbeiten beim Aufstarten und dann versagen bei Temperatursenkung oder bei Verschmutzung des Rücklauffilters.
• In dem Kreis links wird der Tankdruck auf die Ventilentlastung gelegt. Das Ergebnis ist 0 bar effektiver Steuerdruck und der Zylinder ist eingespannt.

SUNs entsperrbare Rückschlagventile sind mit einem Metallsitz ausgestattet, der, wenn er neu ist, fast Null Leckage bietet. Wenn das Stellglied sich bewegt und Sie sind überzeugt, dass es am Ventil liegt, dann ist der Metallsitz im Ventil beschädigt und das Ventil sollte ausgetauscht werden.

Gegendruck am Einlass (Anschluss 2) wirkt dem Aufsteuerdruck direkt entgegen. Der benötigte Druck, um das Ventil zu öffnen, steigt damit an. Wenn der Gegendruck volumenstromabhängig ist (wie bei einer Ablaufregelung), kann es sein, dass der Aktuator eine stark ruckartige Bewegung ausführt. Das Problem kann durch den Einsatz von entlasteten Lasthalteventilen gelöst werden.

Entsperrbare Rückschlagventile sollten nicht in Schaltungen mit gekoppelten Zylindern eingesetzt werden. Der Steuerdruck der benötigt wird, um ein entsperrbares Rückschlagventil zu öffnen, ist proportional zu der Last, die es zu halten gilt. Das Ventil mit der geringsten Last wird zuerst öffnen, die kombinierte Last überträgt sich auf den zweiten Zylinder und der Druck am Ventil wird sich mehr als verdoppeln. Benutzen Sie statt dessen Senkbremshalteventile. Der Steuerdruck um ein Senkbremshalteventil zu öffnen ist umgekehrt proportional zum Lastdruck. Wenn eines der Senkbremshalteventile öffnet, verlagert sich die Last auf das andere Ventil und senkt den erforderlichen Öffnungsdruck ab. Die Ventile beeinflussen und senken die Last mit minimalen Schwankungen ab.