Das hydraulische Cartridge-Rückschlagventil, auch bekannt als Logikventil, ist eine neue Art von Hydraulikkomponenten, die sich durch eine große Durchflusskapazität, eine gute Dichtungsleistung, ein sensibles Verhalten und eine einfache Struktur auszeichnen und daher hauptsächlich bei größeren Durchflussmengen des Hydrauliksystems oder bei hohen Anforderungen an die Dichtungsleistung des Systems eingesetzt werden.
1. Hydraulisches Cartridge-Rückschlagventil - Strukturprinzip und Symbole
Wie in Abbildung 1 dargestellt, besteht die Ventilbaugruppe aus mehreren Komponenten: einem Steuerdeckel 1, einer Patroneneinheit (die die Ventilhülse 2, die Feder 3, den Schieber 4 und die Dichtungen umfasst), einem Patronenblockkörper 5 und einem Vorsteuerelement (das auf dem Steuerdeckel angebracht, aber in der Abbildung nicht dargestellt ist). Diese Ventilpatroneneinheit steuert in erster Linie die Ein- und Ausschaltfunktionen des Kreislaufs. Daher wird es auch als Zweiwege-Patronenventil bezeichnet.
Die Steuerabdeckplatte umschließt die Patroneneinheit im Gehäuse des Patronenblocks und ermöglicht die Verbindung zwischen dem Vorsteuerventil und der Patroneneinheit (auch als Hauptventil bezeichnet). Der Schieber des Hauptventils regelt den Ein-Aus-Zustand des Hauptölkreislaufs. Je nach Art des verwendeten Vorsteuerventils kann das System verschiedene Funktionen erfüllen, z. B. Druckregelung, Richtungsregelung oder Durchflussregelung, und sogar zusammengesetzte Regelungen bilden.
Darüber hinaus können Sie mehrere Zwei-Wege-Cartridge-Ventile mit unterschiedlichen Steuerfunktionen in einem oder mehreren Cartridge-Blöcken zusammenstellen, um einen umfassenden Hydraulikkreis zu schaffen. Dieser Ansatz ermöglicht eine vielseitige und effiziente Gestaltung von Hydrauliksystemen.
Vom Funktionsprinzip her entspricht das Zweiwege-Patronenventil einem vorgesteuerten Rückschlagventil. Konkret fungieren A und B als die beiden einzigen Arbeitsanschlüsse des Hauptölkreislaufs, und wir bezeichnen diesen Aufbau gemeinhin als Zweiwegeventil. X dient als Steueranschluss. Durch Änderung des Drucks am Steueranschluss können Sie steuern, ob die Anschlüsse A und B geöffnet oder geschlossen sind.
Wenn der Steueranschluss keinen hydraulischen Druck hat, überwindet der auf den unteren Teil des Steuerkolbens wirkende Flüssigkeitsdruck die Federkraft, so dass sich der Steuerkolben öffnet. Dadurch kann die Flüssigkeit zwischen A und B fließen, wobei die Durchflussrichtung vom Druck an den Anschlüssen A und B abhängt. Umgekehrt sorgt das Ventil dafür, dass A und B geschlossen bleiben, wenn der Steueranschluss mit hydraulischem Druck beaufschlagt ist und wenn \( p_x \geq p_A \) und \( p_x \geq p_B \). Es funktioniert also ähnlich wie ein "Nicht"-Gatter in Logikelementen, weshalb man auch von einem Logikventil spricht.
Darüber hinaus können wir Patronenventile in zwei Kategorien einteilen, die sich auf die Quelle des Steueröls stützen. Die erste Kategorie sind Patronenventile mit externer Steuerung. Bei diesen Ventilen wird das Steueröl von einer separaten Stromquelle geliefert, und der Druck an den Anschlüssen A und B oder die Steuerrichtung im Ölkreislauf hat keinen Einfluss auf diesen Druck.
Bei der zweiten Kategorie handelt es sich um interne Steuerpatronenventile. Bei diesen Ventilen leitet das System das Steueröl an das weiße Ventil der Anschlüsse A oder B. Innerhalb dieser Kategorie wird zwischen zwei Typen unterschieden: Schieber mit Dämpfungsbohrungen und Schieber ohne Dämpfungsbohrungen. Vor allem die Patronenventile mit interner Steuerung sind aufgrund ihrer vielseitigen Einsatzmöglichkeiten weiter verbreitet.
2. Wegeventile in Patronenform
Es gibt zwei Arten von Rückschlagventilen und Wegeventilen.
(1) Einweg-Patronenventil. Wie in Abbildung 2 dargestellt, wird der Anschluss X mit A oder B verbunden, wodurch ein Einwegventil entsteht. Die Verbindungsmethode ist unterschiedlich, die Leitungsrichtung ist ebenfalls unterschiedlich. Die ehemalige pA> pB, Kegelventil geschlossen, A und B kann nicht sein; pB> pA und erreichte den Öffnungsdruck, Kegelventil offen, Öl von B nach A. Letzteres kann ähnlich sein, um die Schlussfolgerung zu analysieren.
(2) Vorgesteuertes Einweg-Patronenventil. Wenn Sie ein hydraulisches Dreiwegeventil mit zwei Stellungen an den Steuerdeckel anschließen, um den Druck am Anschluss X zu ändern, wird es zu einem flüssigkeitsgesteuerten Rückschlagventil, wie in Abbildung 3 dargestellt. Wenn an X kein hydraulischer Druck anliegt, befindet sich das Ventil in der in der Abbildung gezeigten Stellung. Wenn ( p_A > p_B ), sind A und B verbunden, und A fließt zu B. Wenn jedoch ( p_B > p_A ), sind A und B nicht verbunden. Wenn an K` ein hydraulischer Druck anliegt, wird das Zweiwege-Vorsteuerventil umgeschaltet. In dieser Stellung ist der Anschluss X mit dem Öltank verbunden, und A und B sind miteinander verbunden. Der Öldurchfluss hängt vom Druck an den Anschlüssen A und B ab.
(3) Zwei-Positionen-Zwei-Wege-Cartridge-Ventil. Wie in Abbildung 4 gezeigt, ist das Kegelventil im dargestellten Zustand offen und verbindet A und B. Wenn das elektromagnetische Wegeventil die Kommutierung aktiviert und pA>pB, ist das Kegelventil geschlossen, A, B Öl abgeschnitten, d.h. zwei Zwei-Wege-Ventil.
(4) Zwei-Positionen-Drei-Wege-Kartuschenventil. Wie in Abbildung 5 dargestellt, ist im abgebildeten Zustand die linke Seite des Kegelventils geöffnet, die rechte Seite des Kegelventils geschlossen, d. h. A, O ist verbunden, P, A geht nicht durch. Wenn Sie das Magnetventil erregen, verbindet es P mit A und verhindert, dass A mit O verbunden wird.
(5) Zweistelliges Vier-Wege-Kartuschenventil. Wie in Abbildung 6 dargestellt, sind die Kegelventile links 1 und rechts 2 im abgebildeten Zustand geöffnet. Diese Konfiguration stellt eine Verbindung zwischen A und O und zwischen B und P her. Wenn Sie das Magnetventil erregen, öffnet es die Kegelventile links 2 und rechts 1. Diese Konfiguration verbindet A mit P und B mit O. Es funktioniert wie ein Vier-Wege-Ventil mit zwei Stellungen.
(6) Dreistellungs-Vierwege-Patronenventil. Wie in Abb. 7 dargestellt, sind alle vier Kegelventile geschlossen, so dass A, B, P und O nicht verbunden sind. Wenn Sie das linke Magnetventil erregen, öffnet es die Kegelventile links 2 und rechts 1. Diese Konfiguration verbindet A mit P und B mit O. Wenn der rechte Magnet aktiviert wird, öffnet er die Kegelventile links 1 und rechts 2. Dadurch wird A mit O und B mit P verbunden. Diese Konfiguration funktioniert wie ein dreistufiges Vierwegeventil. Wenn Sie mehr als ein Vorsteuerventil zusammen mit mehreren Hauptventilen verwenden, können Sie ein komplexes System erstellen. Sie können dieses System zu einem Zwei-Wege-Cartridge-Wegeventil kombinieren. Diese Konfiguration bietet Funktionen, die normale Wegeventile nicht erreichen können.
3. Druckregelpatronenventile
In der Patrone Ventilsteueranschluss mit verschiedenen Pilotdruckventil, können Sie eine Vielzahl von verschiedenen Arten von Druckregelventil zu erhalten. Abbildung 8 (a) zeigt ein direkt wirkendes Überdruckventil, das als Pilotventil verwendet wird. Diese Anordnung steuert das Hauptventil und wird in der schematischen Darstellung des Überdruckventils gezeigt. Durch die Dämpfungsbohrung strömt das Drucköl aus der Kavität in die Steuerkavität und das Vorsteuerventil, durch den Anschluss B in den Tank. Mit dem Vorsteuerventil können Sie den Öffnungsdruck des Kegelventils einstellen. Das Prinzip ist das gleiche wie bei einem vorgesteuerten Überdruckventil. Wenn in Abb. 8 (a) die B-Kammer nicht mit dem Tank, sondern mit der Last verbunden ist, handelt es sich um ein Folgeventil. In Abb. 8 (b) wird das 2-Wege-Magnetventil mit 2 Stellungen als Entlastungsventil verwendet, wenn es unter Spannung steht.
Abbildung 8 (c) zeigt die schematische Darstellung des Druckminderventils. Der Hauptkolben ist ein normalerweise offener Schieberkolben. B ist der Einlass und A ist der Auslass. Der Druck im Hohlraum A strömt durch die Dämpfungsbohrungen und durch den Steuerhohlraum und das Pilotventil. Das Funktionsprinzip ist das gleiche wie beim normalen Vorsteuerdiagramm. Siehe Abbildung 8 für das Druckregelpatronen-Druckminderventil.
Sie können ein elektrohydraulisches Zweiwege-Überdruckventil mit Patrone herstellen, indem Sie ein Proportional-Überdruckventil als Pilotventil verwenden. Dies ist eine Alternative zu dem in der Abbildung gezeigten direkt wirkenden Überdruckventil.
4. Patronenventil zur Durchflussregelung
Wie in Abbildung 9 dargestellt, enthält die Steuerabdeckung des Cartridge-Ventils einen Schieberwegregler. Mit diesem Regler wird die Öffnung des Steuerkolbens eingestellt. Durch die Einstellung der Schieberöffnung kann das Kegelventil als Stromregelventil arbeiten. Wenn Sie außerdem ein Druckminderventil mit konstantem Differenzdruck in Reihe mit dem Zwei-Wege-Drosselventil der Patrone anschließen, erhalten Sie ein Zwei-Wege-Drehzahlregelventil der Patrone. Ersetzt man außerdem die Handverstellung des Drosselventils durch einen Proportionalmagneten, kann man ein elektrohydraulisches Zweiwege-Proportional-Drosselventil mit Patrone verwenden.
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