Druckbegrenzungsventil

Das Druckbegrenzungsventil wird zur Überdrucksicherung eingesetzt. Die grundsätzliche Aufgabe besteht darin, 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.

Funktionsweise eines Druckbegrenzungsventils

Wird in dem hydraulischen System der eingestellte maximale Druck erreicht, öffnet sich das entsprechende Druckbegrenzungsventil und der überschüssige Volumenstrom kann in beispielsweise einen Behälter oder den Tank abfließen.

Druckbegrenzungsventile werden meist aus Sicherheitsgründen eingesetzt. Der begrenzte Druck in Hydrauliksystemen dient zur Absicherung von Systemen und Verbrauchern und verhindert Leckagen.

Der maximale Druck im Ventil kann in verschiedenen Druckstufen eingestellt werden und ermöglicht so eine optimale Anpassung des hydraulischen Systems. Der Einstellbereich 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 die Kolbenfläche des konischen Elementes vor der Feder des Ventils. Dieser Kraft des Öldrucks, steht die 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 Pilotsteuerstufe. Der zulässige maximale Öldruck wird durch die Stärke der Feder der Pilotsteuerstufe bestimmt. Durch eine sehr kleine Bohrung in der Stirnseite des Hauptkolbens.

Der Hauptkolben ist bei dem vorgesteuerten Druckbegrenzungsventil druckausgeglichen solange der Vorsteuerkolben nicht öffnet. Ohne den Ölfluss wird der Hauptkolben von einer schwachen Feder auf dem Sitz gehalten. Wenn der Eingangsdruck soweit steigt, dass sich das Pilotsteuerventil 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. Die Verbindung zwischen beiden Enden des vorgesteuerten Druckbegrenzungsventils öffnet sich und das Öl kann ohne nennenswerten Widerstand zum Tank fließen.