Techniktipps

Wie funktioniert Load-Sensing?

Das Load-Sensing ist eine hydraulische Leistungsregelung, bei der sowohl der Druck als auch der Volumenstrom der Pumpe an die vom Verbraucher geforderten Bedingungen angepasst werden. Bei der Load-Sensing-Hydraulik ist die Regelgröße der Druckabfall an den Proportionalventilen (1)(Steuerventilen) der Hydraulikanlage. Als Pumpen verwendet man hier stets Verstellpumpen, d.h. Pumpen, die stufenlos von Nullförderleistung bis Vollförderung verstellt werden können. Die Ventile sind in Nullstellung gesperrt, es fließt (ausgenommen von Leckölverlusten) kein Öl durch die Leitungen, die Pumpe hält dabei den so genannten Standby-Druck aufrecht. Wird nun durch Öffnen der Steuerventile Hydraulikflüssigkeit in die Abtriebe (4) geleitet, so wird die Förderleistung der Pumpe automatisch erhöht. Die Pumpe fördert jeweils nur so viel Hydraulikflüssigkeit (3) um beim aktuell benötigten Fördervolumen den aktuell benötigten Förderdruck aufrecht zu erhalten. Load-Sensing dient damit der Energie-Effizienz, da Verlustleistungen vermindert werden.

Proportionalventil

Ein Proportionalventil, genauer Proportional-Wegeventil, ist ein Stetigventil, das mit Hilfe eines Proportionalmagneten nicht nur diskrete Schaltstellungen zulässt, sondern einen stetigen Übergang der Ventilöffnung. Proportionalventile werden in der Hydraulik besonders dort eingesetzt, wo veränderliche Volumenströme gefordert sind. Proportionalventile besitzen eine nichtlineare Volumenstromkennline mit positiver Überdeckung. Deshalb ist es für Regelungsaufgaben nur bedingt geeignet. Die Totzone der Überdeckung muss beispielsweise steuerungstechnisch kompensiert werden.

 

Verstellpumpen

Bei den Verstellpumpen, genauer Axialkolbenpumpen, werden die Kolben während einer halben Umdrehung der Trommel von der feststehenden Steuerscheibe weggezogen. Sie saugen dabei die Flüssigkeit an. In der zweiten Hälfte der Umdrehung drücken die Kolben die Hydraulikflüssigkeit in die Druckleitung. Durch das Schenken der Trommel wird der Hub der Kolben und damit der Volumenstrom geändert. Wird die Trommel zur anderen Seite geschwenkt, kehrt sich die Förderrichtung um. Axialkolbenpumpen sind Verdrängungsmaschinen, in welchen die Kolben parallel zur Drehachse einer Zylindertrommel angeordnet sind. Die Umsetzung der Antriebsdrehbewegung in eine Kolben- Hubbewegung erfolgt nach 3 unterschiedlichen Grundprinzipien. Wir stellen Ihnen die für die Schifffahrt übliche Ausführung dar. Es ist die Schrägscheibenpumpe.

Hierbei wird die Zylindertrommel (1) angetrieben, wobei sich die darin geführten Kolben (2) ebenfalls in Drehbewegung versetzen. Die Kolbenanzahl bei Axialkolbenpumpen sind immer ungerade. In axialer Richtung wird die Bewegung der Kolben von einer im Gehäuse gelagerten Schrägscheibe (3) bestimmt, welche um die Senkrechte der Antriebsachse geschwenkt wird. Die rotierenden Kolben bewegen sich in einer Ellipsenbahn gegen die feststehende Schwenkscheibe. Reibung wird durch Gleitschuhe (4) oder Axiallager beherrscht. Während der Saugphase bewegen sich die Kolben nach außen und werden über eine Rückhalteeinrichtung (6) gegen die Schrägscheibe gehalten, während der Druckphase von dieser nach innen gedrückt. Die Richtungen der einzelnen Kolben- Förderströme bzw. die Zuordnung zu einem Druck- und Sauganschluss erfolgt über eine Schlitzsteuerung. Diese ist in einer feststehenden Steuerplatte (5) angeordnet, gegen welche die Zylindertrommel mit ihrer Stirnfläche rotiert.

 

Hydraulikflüssigkeit

Hydraulikflüssigkeit ist ein Fluid, das zur Übertragung von Energie (Volumenstrom, Druck) in Hydrauliksystemen in der Fluidtechnik benötigt wird.