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Nachweis der Funktionsfähigkeit eines Flachschieberventils mit Keramikkomponenten für die Hydraulik

Rundschieberventilen aus Stahl weisen zwei wesentliche Schwachstellen auf. Die erste Schwachstelle besteht aus dem prinzipbedingten Ringspalt zwischen Schieber und Hülse oder Gehäuse, durch den Fluid als Leckage abfließt und somit Energie verloren geht. Dieses Spaltmaß ist durch Fertigungsgenauigkeit und die druckabhängige Aufweitung vorgegeben und kann nicht reduziert werden. Die zweite Schwachstelle ist die Verschleißanfälligkeit der Steuerkanten aus Stahl bei einer Verunreinigung des Hydrauliköls mit harten Partikeln. Durch Ventile in Flachschieberbauart mit sich berührenden, ebenen Platten können prinzpbedingte Spalte vermieden werden. Mit der höheren Härte keramischer Werkstoffe gegenüber gehärteten Stählen geht ein höherer Widerstand gegenüber abrasivem Verschleiß und damit eine höhere Verschleißbeständigkeit einher. Allerdings benötigen derartige Flachschieberventile eine Druckkompensation, um ein Klaffen des Dichtspalts bei hohen Betriebsdrücken zu vermeiden ohne die Platte so fest aneinanderzupressen, dass die Schieberbewegung behindert wird. In diesem Projekt werden daher in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau (IWM) der RWTH Aachen University mögliche Gestaltungen derartiger Ventile erforscht. Dies beinhaltet die Auswahl geeigneter Keramikpaarungen, die keramikgerechte Konstruktion sowie die Untersuchung des hydraulischen Betriebsverhaltens sowie der Druckkompensation. Das Ziel des Projekts ist der Funktionsnachweis der neuartigen keramischen Flachschieberventile.
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