Load-Sensing Steuerung

Die hydraulische Load-Sensing Steuerung wird auch als Lastdruck-Melde System bezeichnet und passt bestimmte physikalische Größen, an die durch den Verbraucher benötigten Bedingungen, an. Das sind in der Regel der Druck und / oder der Volumenstrom der genutzten hydraulischen Pumpe.

In üblichen hydraulischen Systemen wird der Volumenstrom hin zum Motor durch konventionelle Druckregel- oder Druckbegrenzungsventile gedrosselt. Nachteilig ist dabei, dass die hydraulische Pumpe selbst bei gedrosseltem Betrieb kontinuierlich mit maximaler Leistung fördert und das kann zu sehr hohen Leistungsverlusten führen.

Bei einer Load-Sensing Steuerung hingegen wird sichergestellt, dass lediglich der Volumenstrom in der Pumpe gefördert wird, welcher von allen momentan aktiven Verbrauchern benötigt wird.

Die Load-Sensing Steuerung im Detail

Load-Sensing Steuerungen werden entweder mit Konstant- oder Verstellpumpen ausgestattet. Hydraulische Load-Sensing Steuerungen mit Konstantpumpen werden als Open-Center Systeme und mit Verstellpumpen als Closed-Center Systeme bezeichnet.

Druckwaagen sorgen dafür, dass der Pumpendruck geregelt wird. Wird der Verbraucher im hydraulischen System ausgeschaltet, wird von der Hydraulikpumpe nur so viel gefördert, damit die Druckwaage betätigt wird. Der überschüssige Volumenstrom wird in einem Open-Center Hydrauliksystem zum Tank geleitet.

In einem Closed-Center System wird der Verstellkolben der Pumpe durch die Druckwaage betätigt. Somit wird das Fördervolumen der Pumpe zurückgefahren. Dabei wird der Druck durch die Federkraft der Druckwaage bestimmt. Die Druck-Differenz zwischen der Steuerleitung der Druckwaage sowie dem Förderdruck der Pumpe bleibt in diesem hydraulischen System immer gleich.

Der Druck wird über die Load-Sensing Leitung zur Druckwaage übertragen, wenn die Steuerventile für die im System enthaltenen Verbraucher öffnen. Der Druck in der Load-Sensing Leitung wirkt in dem hydraulischen System gleichgerichtet mit der Druckfeder der Steuerung. Somit steigt der Druck zur Betätigung der Druckwaage. Das geförderte Volumen wird genau so weit nach oben gesetzt bis die durch den Benutzer eingestellte Druckdifferenz vollständig wiederhergestellt ist. Werden in einem hydraulischen System für die Rückmeldung über die Load-Sensing Leitung mehrere Verbraucher angebracht, werden zusätzliche Wechselventile benötigt, welche kontinuierlich den höchsten im hydraulischen System auftretenden Druck abgeben. Oft wird eine Load-Sensing Steuerung in Kombination mit einer Leistungsbegrenzung oder einer Druckabschneidung verwendet.

Funktion einer Load-Sensing Steuerung

Im Folgenden werden drei potentielle Funktionen einer Load-Sensing Steuerung vorgestellt:

In der ersten Funktion sind der Antriebsmotor des Systems sowie die hydraulische Pumpe aus. Durch den Federdruck des Verstellzylinders wird die Pumpe auf maximale Förderung eingestellt.

In der zweiten Funktion wird die Pumpe angetrieben und die Ventile sind geschlossen. Reicht der Druck im fördernden Zustand aus, verschiebt sich der Druckregler und der Verstellkolben wird beaufschlagt. Somit stellt sich die hydraulische Pumpe zurück und es herrscht ein Gleichgewicht zwischen dem Druck für das Betätigen des verwendeten Druckreglers benötigt wird und dem Pumpendruck.

In der dritten Funktion werden die Ventile geöffnet und die Pumpe wird angetrieben. Somit strömt die Hydraulikflüssigkeit zum Verbraucher des hydraulischen Systems. Eine Leitung führt zum Druckregler über die Wechselventile zurück. Die Ventilfeder drückt gemeinsam mit dem Druck aus der Leitung gegen die Druckseite der hydraulischen Pumpe. Wird das Ventil weiter geöffnet steigt auch der Druck in der Leitung. Der Druckregler öffnet sich mit steigendem Druck immer weiter. So wird die Pumpe durch den Verstellkolben auf eine erhöhte Fördermenge eingestellt.