Von Josh Cosford, mitwirkender Redakteur
Es scheint eine Frage mit einer einfachen Antwort zu sein, aber Sie wären überrascht, wie oft die Leute fragen: „Wie funktionieren Überdruckventile?“ Wir in der Fluidtechnik halten unser Wissen für selbstverständlich, aber jeder von uns kannte irgendwann buchstäblich jede hydraulische Komponente nicht — die Suche nach Wissen hat einen Anfang, aber kein Ende.
Entlastungsventile sind Komponenten, die in Hydrauliksystemen verwendet werden, um den Flüssigkeitsdruck in dem Teil des Kreislaufs zu begrenzen, in dem sie installiert sind. Sie werden mit einem Ball, einem Sitz oder einer Spule konstruiert, die durch einen Frühling entgegengesetzt werden und in einen Hohlraum oder in portierten Körper installiert sind. Ein Ventilkegel ist ein scheiben- oder kegelförmiger Gegenstand, der in einem entgegengesetzt bearbeiteten Sitz sitzt und, wenn er durch Federdruck geschlossen wird, eine sehr geringe Leckage liefert. Eine Spule ist eine zylindrische, bearbeitete Stahlstange mit Dosiernuten oder Kerben, die ebenfalls durch Federdruck entgegengesetzt ist. Ein Schieberventil leckt mehr als ein Tellerventil, aber der Schieber bietet überlegene Dosiereigenschaften.
Entlastungsventile werden meistens in einem Hydrauliksystem nach der Pumpe installiert. Diese Position bietet die direkteste und unmittelbarste Reaktion, wenn sich das Überdruckventil öffnet, um Flüssigkeit in das Reservoir abzulassen, wodurch der Druck verringert wird, der seiner Federeinstellung entspricht. Das Überdruckventil öffnet sich, wenn der durch eine nachgeschaltete Last oder einen Gegendruck verursachte Druck hoch genug ansteigt, um den Sitz oder die Spule gegen ihre Feder zu öffnen.
Ein Entlastungsventil arbeitet, indem es einem übermäßig unter Druck stehenden Fluid einen offenen Weg zum Tank mit dem Ziel bietet, den Arbeitsanschlussdruck zu reduzieren. Wenn der Flüssigkeitsdruck zu steigen beginnt, wird eine Kraft von diesem Druck auf den Boden der Spule oder des Tellers ausgeübt, ähnlich wie beim Kolben eines Zylinders. Das Entlastungsventil öffnet zunächst bescheiden und entlüftet so wenig Flüssigkeit, wie erforderlich ist, um den Druck aufrechtzuerhalten, wie stromabwärts erforderlich ist. Wenn der Druck weiter ansteigt, steigt auch die Kraft auf den Kolben oder die Spule und drückt ihn weiter gegen die Feder, bis die Punktfederkraft durch hydraulische Kraft ausgeglichen ist.
Entlastungsventile erleben einen Druckanstieg, der sich aus der Kombination von Lastdruck, Gegendruck und der Energie ergibt, die erforderlich ist, um durch das Ventil selbst zu fließen. Knackender Druck ist, wo anfängliche flüssige Kraft die sitzende Kraft des Frühlinges überwindet. Da das Ventil mehr Flüssigkeit zum Tank strömt, ist die Druckanstiegsrate stabil, da Kräfte des unter Druck stehenden Fluids der Kompressionsrate der Feder entgegenwirken. Wenn sich das Ventil vollständig öffnet, steigt der Druckanstieg wieder an, wenn das Ventil am Boden liegt und Strömungskräften ausgesetzt ist.
Wenn der Arbeits- oder Gegendruck abnimmt und das Ventil zu schließen beginnt, geschieht dies mit unterschiedlichen Raten als dem, mit dem es geöffnet hat. Der Unterschied zwischen der Öffnungs- und der Schließkurve wird als Hysterese bezeichnet und zeigt die Qualität ihrer Konstruktion an. Höherwertige Ventile mit fortschrittlicher Konstruktion haben tendenziell einen geringeren Druckanstieg bei besserer Hysterese.