Sicherheitsventil 1/6 Versuchsaufbau Wird die
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195443 Sicherheitsventil B HV HH P L Versuchsaufbau Funktion im Kraftfahrzeug Wird die Hydraulikpumpe eines Kraftfahrzeugs vom Motor angetrieben, schwankt ihr Fördervolumen mit der wechselnden Drehzahl des Motors. Diese Schwankungen sind erheblich (Faktor 4 bis 7). Oft benötigen aber die Verbraucher gerade bei geringer Geschwindigkeit bei stehendem Fahrzeug einen großen Volumenstrom, also dann, wenn der Motor nur oder mit geringer Drehzahl oder im Leerlauf läuft. Die Hydraulikpumpe ist demnach so auszulegen, dass die Versorgung auch in diesem Lastfall gesichert ist. Beispielsweise hat eine Servolenkung den größten Bedarf beim Einparken, also dann, wenn der Motor eher mit niedrigster Drehzahl läuft. Auf der Autobahn dagegen, bei hoher Geschwindigkeit und damit hohen Drehzahlen, wird sehr viel Öl gefördert aber kaum gelenkt. Hier wird also viel Öl nutzlos gefördert. Häufig muss die Pumpe gleichzeitig zwei Verbraucher speisen. Es verschärft sich das beschriebene Problem noch, wenn bei beiden Verbrauchern gleichzeitige Maximalverbräuche auftreten. Betrachten wir ein Fahrzeug, mit einer Niveauregulierung als erstem und einer fremdgespeisten Bremse als zweitem Verbraucher. Nach dem Starten des Motors öffnen die Höhenkorrektoren. Die Hydraulik pumpt den Wagen auf die vorgewählte Höhe. Der Druck der Versorgung fällt ab. Es wird ein größerer Volumenstrom benötigt, als die Pumpe im Leerlauf fördert. Gleichzeitig muss jedoch die Bremsanlage ausreichend mit Druck versorgt werden. Andernfalls funktioniert die Bremse nicht oder nur mit begrenzter Wirkung. Für wichtige Verbraucher stellt man daher die Druckversorgung mit einem Sicherheitsventil oder Prioritätsventil sicher. Die anderen Verbraucher erhalten nur dann Öl, wenn der Mindestdruck für den wichtigeren Verbraucher erreicht ist. Mit einem Schalter (Drucksensor) wird abgefragt, ob der Mindestdruck erreicht wurde. Dann erst öffnet dieser Schalter. © Festo Didactic GmbH & Co., 02/2001 Änderungen vorbehalten 1/6 195443 Sicherheitsventil Aufbau einer hydraulischen Brems- und Niveauregulierungsanlage 7 5 6 3 8 1 4 5 2 5 5 7 1 2 3 4 5 6 7 8 8 Druckversorgung Bremsventil (B) Höhenkorrektor Vorderachse (HV) Höhenkorrektor Hinterachse (HH) Federungszylinder Sicherheitsventil Bremsen Vorderachse Bremsen Hinterachse Nach seiner Bauart ist das Sicherheitsventil ein Schieberventil. Es öffnet druckgesteuert einen Ausgang. Der Schieber wirkt wie der Kolben eines Zylinders. Er drückt mit einer bestimmten Kraft (= Produkt aus Druck ´ Kolbenfläche) gegen eine Feder. Im Kraftfahrzeug ist die Feder auf einen Mindestbremsdruck von 11 – 13 MPa eingestellt. Der Warnlichtschalter spricht bei einem Druck unter 7,5 – 9,5 MPa an. Versuchsaufbau und Schaltung 2/6 Für den Versuchsaufbau ist das Ventil für einen Druckbereich von bis zu 6 MPa ausgelegt. Die Schnittzeichnung zeigt, dass der Schaltpunkt mit der Verstellschraube eingestellt werden kann. Abweichend davon kann der Schalter auch als Druckschalter mit einem festen Schaltwert ausgeführt sein. Änderungen vorbehalten © Festo Didactic GmbH & Co., 02/2001 195443 Sicherheitsventil 1 Schnittzeichnung des Sicherheitsventils 2 3 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 © Festo Didactic GmbH & Co., 02/2001 16 4 5 15 6 14 7 13 8 9 12 11 10 Verstellschraube O-Ring Federhülse Federteller Anschluss HV Gehäuse Anschluss B Kontaktzunge Feder Anschlusskontakt Isolator Gehäuse Anschluss P Anschluss HH Ventilschieber Feder Federteller mit Anschlag Änderungen vorbehalten 3/6 195443 Sicherheitsventil HV B HH P L P T Schaltplan, hydraulisch Warnlichtschalter Druckschalter +24VDC +24VDC +24VDC 0V 0V 0V Schaltplan, elektrisch Die Verbraucher werden durch Drosseln dargestellt. Druckmessgeräte im jeweiligen Zweig zeigen den Druck an. 4/6 Änderungen vorbehalten © Festo Didactic GmbH & Co., 02/2001 195443 Sicherheitsventil Das Sicherheitsventil wird auf den Sicherheitsdruck eingestellt, der unter dem Systemdruck liegen muss. Man kontrolliert die Einstellung, indem man einen der beiden niederpriorisierten (= weniger wichtigen) Verbraucher voll öffnet, während der priorisierte (= wichtige) geschlossen bleibt. Dabei fällt der Druck bei Anschluss B auf den Einstellwert ab. Verstellt man die Federvorspannung, ändert sich der Sicherheitsdruck. Fällt der Druck auf den Einstellwert ab, wird dies außerdem durch einen elektrischen Kontakt gemeldet. Bei Ausführung mit Druckschalter muss noch der gewünschte Schaltdruck eingestellt werden. Sicherheitshinweise · Stellen Sie sicher, dass der Systemdruck von 6 MPa nicht überschritten wird. · Schließen Sie die Leckölleitung L an. Die Leckölleitung darf nicht abgesperrt werden. · Verbinden oder trennen Sie Kupplungen nur, wenn die Anlage drucklos ist. · Bei der Ausführung mit Warnlichtschalter wird auf das Gehäuse des Ventils geschaltet. Beschalten Sie die Verbraucher also nur masseseitig. Dies trifft beim Druckschalter nicht zu. Inbetriebnahme · Befestigen Sie die Profilplatte auf einer sicheren Unterlage. · Überprüfen Sie den Arbeitsdruck der Hydraulikversorgung. · Schließen Sie das Sicherheitsventil an die Hydraulikversorgung an. Stellen Sie sicher, dass alle Tankleitungen und die Leckölleitung angeschlossen sind. · Schließen Sie alle Drosselventile ganz. · Schalten Sie die Druckversorgung ein. · Stellen Sie das Druckbegrenzungsventil ein. · Stellen Sie den Schaltdruck des Sicherheitsventils ein. Dazu öffnen Sie eine oder beide Drosseln der Höhenkorrektur ganz. · Schließen Sie den Schalter elektrisch an. · Stellen Sie den Druckschalter ein (bei Warnlichtschalter nicht möglich). © Festo Didactic GmbH & Co., 02/2001 Änderungen vorbehalten 5/6 195443 Sicherheitsventil Technische Daten Je nach Ausführung besitzt das Sicherheitsventil einen Warnlichtschalter oder einen Druckschalter. Sicherheitsventil Systemdruck 6 MPa Bauart Schieberventil, druckgesteuert, Federvorspannung einstellbar Schaltdruck einstellbar Anschluss P Druckversorgung, mit Schnellverschlusskupplung, pmax = 6 MPa Anschluss B Zuleitung zur Bremse, mit Schnellverschlusskupplung, pmax = 6 MPa Anschluss HV Zuleitung zum Höhenkorrektor vorn, mit Schnellverschlusskupplung, pmax = 6 MPa Anschluss HH Zuleitung zum Höhenkorrektor hinten, mit Schnellverschlusskupplung, pmax = 6 MPa Anschluss L Leckölanschluss, Steckkupplung nicht selbstschließend Warnlichtschalter Abfrage Lageüberwachung des Steuerschiebers Kontakt Öffner Anschluss 4 mm Stecker Betätigung mechanisch Druckschalter 6/6 Abfrage druckabhängig, Schaltpunkt einstellbar Kontakt 1 Wechsler Einstellbereich 1 – 7 MPa Hysterese ~15 % Anschluss 4 mm Buchsen Maximale Spannung 250 V DC/AC Dauerbelastung 2A Betätigung hydraulisch Änderungen vorbehalten © Festo Didactic GmbH & Co., 02/2001
