Druckbegrenzungsventil
Das Druckbegrenzungsventil ist ein Ventil, welches zur Überdrucksicherung eingesetzt wird und dessen grundsätzliche Aufgabe es ist, den Systemdruck auf einen maximalen Wert zu beschränken. Dadurch wird der Druck in dem jeweiligen hydraulischen System auf ein Maximum begrenzt und gewährleistet somit einen dauernd gleichbleibenden Betrieb des Systems.Druckbegrenzungsventil: Funktionsweise
Wird in dem hydraulischen System der eingestellte maximale Druck erreicht, öffnet sich das entsprechende Druckbegrenzungsventil und der überschüssige Strom des Volumens kann in beispielsweise einen Behälter oder den Tank abfließen. Eine weitere Aufgabe des Ventils ist insbesondere das Ausscheiden des Ausschlusses unter dem Druck der Umgebung außerhalb des Systems. So wird sichergestellt, dass das hydraulische Medium in der Umgebung unmittelbar nach Ausscheiden weiterverarbeitet werden kann.
Druckbegrenzungsventile werden meist aus Sicherheitsgründen eingesetzt. Der begrenzte Druck in Hydrauliksystemen sorgt für das leckagefreies Absichern von Systemen und Verbrauchern. Der maximale Druck im Ventil kann in verschiedenen Druckstufen eingestellt werden und ermöglicht so eine optimale Anpassung des hydraulischen Systems. Der Einstellbereich eines Druckbegrenzungsventils wird beispielsweise in der Größenordnung 10 – 50 bar angegeben. Das Druckbegrenzungsventil arbeitet erst, wenn der maximale Druck im System erreicht ist. In den meisten Anwendungen wird ein solches Ventil dazu genutzt den maximalen Pumpendruck eines Hydrauliksystems gegen Überschreitung abzusichern.
Direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil
Bei einem direkt gesteuerten Ventil bewirkt der Druck des Mediums eine Kraft auf das konische Element vor der Feder des Ventils. Dieser Kraft aus dem Öldruck, der auf die Kolbenfläche des konischen Elementes wirkt, steht der Federkraft des Ventils entgegen. Ist die Federkraft größer als der Öldruck, bleibt das Ventil dicht und der Kolben verbleibt auf dem Kolbensitz. Übersteigt der Öldruck die eingestellte Federkraft des Druckbegrenzungsventils, drückt der konische Ventilkörper die Feder zusammen und es öffnet sich der Weg für das Hydraulikmedium von der Pumpenseite zur Tankseite. Da in diesem Zustand die Pumpe gegen den eingestellten maximalen Druck der Feder anarbeiten muss, wird die unnütz aufgewendete Leistung lediglich zur Erwärmung des Öls genutzt. Da größere Ölströme sehr große Leitungsquerschnitte erfordern eignet sich diese Konstruktion nicht für große Hydrauliksysteme.
Vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil
Diese teurere aber auch wirtschaftlich bessere Lösung besteht aus einer Hauptsteuer- und einer Nebensteuerstufe. Der zulässige maximale Öldruck wird durch die Stärke der Feder der Vorsteuerstufe bestimmt. Durch eine sehr kleine Bohrung in der Stirnseite des Hauptkolbens. Der Hauptkolben ist bei dem vorgesteuerten Druckbegrenzungsventil druckausgeglichen solange der Vorsteuerkolben nicht öffnen. Ohne den Ölfluss wird der Hauptkolben von einer schwachen Feder auf dem Sitz gehalten. Wenn der Eingangsdruck soweit steigt, dass sich das Vorsteuerventil öffnet, fließt ein kleiner Ölfluss durch die Bohrung in der Stirnseite des Hauptkolbens. So wird ein Abfall des Drucks rechts des Hauptkolbens erreicht und der Kraftunterschied zwischen Hinter- und Vorderseite des Hauptkolbens drückt den Hauptkolben gegen die Feder. So wird die Verbindung zwischen beiden Enden des vorgesteuerten Druckbegrenzungsventils geöffnet und das Öl kann ohne nennenswerten Widerstand zum Tank fließen.