Ventilprüfstand Hydraulik

 

Der hydraulische Ventilprüfstand des ifas wurde aufgebaut, um eine normgerechte Vermessung von Ventilen bis zur Nenngröße 20 zu ermög­lichen. Dabei wurden alle Anforderungen der ISO 4411 und Teile der Maßgaben der ISO 10770-1 umgesetzt. Zusätzlich wurde die Möglichkeit verwirklicht, die Betätigungskraft und die Position des Schiebers aufzunehmen.

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ISO 4411

Die ISO 4411 aus dem Jahre 1986 wurde vom technischen Komitee ISO/TC 131 „Fluid Power Systems“ erarbeitet. Sie legt fest, wie unter stationären Bedingungen die Druckdifferenz infolge eines Volumenstroms durch einen beliebigen Pfad innerhalb des zu untersuchenden Ventils bestimmt wird. Als Resultat ergibt sich der funktionale Zusammenhang zwischen der Druckdifferenz und dem Volumenstrom an einer konkreten Schieberposition. Die ISO 4411 legt drei Genauigkeitsklassen fest und gibt vor, welche Messfehler maximal für die einzelnen Sensoren zulässig sind. Dabei stellt die Klasse A die höchsten Anforderungen, während Klasse C die niedrigsten An-forderungen erhebt und für die meisten Anwendungsfälle aus-reichend ist. Dieser Prüfstand erfüllt die Anforderungen der Genauigkeitsklasse C.

 

ISO 10770-1

Schieberposition Urheberrecht: © ifas

Die ISO 10770 Teil 1 aus dem Jahre 1998 wurde ebenso vom technischen Komitee ISO/TC 131 erarbeitet. Sie ersetzte die ISO 6404 aus dem Jahre 1985 und beschreibt Methoden, wie elektrisch angesteuerte 4-Wegeven­tile getestet werden können. Während bei der ISO 4411 die Bestimmung von Kennwerten bzw. des für die Leistungsfähig­keit des Ventils entscheidenden Zusammenhangs zwischen Vo­lumenstrom und Druckdifferenz im Vordergrund steht, liegt der Fokus bei der ISO 10770 auf ver­schiedenen Testmethoden, um die Marktreife des Ventils festzustellen. Dennoch kann sie als Ergänzung zur ISO 4411 aufgefasst werden, da sie zum einen konkrete Vorschläge für den hydraulischen Aufbau einer Messeinrichtung liefert und zum anderen die Feststellung weiterer Ventileigenschaften erlaubt.

 

Prüfstand

Schaltplan Prüfstand Urheberrecht: © ifas

Der Prüfstand wird vom größten Aggregat des Institutes mit hydraulischer Leistung versorgt. Es verfügt über eine installierte elektrische Leistung von 445 kW. Mit Hilfe zweier Verstellpumpen und einer Konstantpumpe kann ein Volumenstrom von bis zu 850 l/min erzeugt werden. Der höchste zu erreichende Betriebsdruck beträgt 350 bar. Aufgrund der begrenzten elektrischen Leistung und Verlusten im Prüfstand ist es jedoch nicht möglich, gleichzeitig den maximalen Druck und den maximalen Volumenstrom am Testventil zu erreichen.

Im folgenden Bild ist der hydraulische Schaltplan des Prüfstandes gezeigt. Dabei sind die drei installierten Pumpen in einem Symbol zusammengefasst. Mit den Anschlüssen „P“, „T“, „A“ und „B“ wird das Testventil verbunden. Die Drucksensoranschlüsse befinden sich jeweils im Abstand von fünf- bzw. zehnmal der Nenngröße D des Testventils. Die Einschraub­möglich­keiten für Temperatur­senso­ren sind in einer Entfernung von 15*D vorgesehen. Somit ent­sprechen die Abstände den Vorga­ben der Norm ISO 4411:1986.

Die Temperatur des Öls (HLP 46) kann mit Hilfe eines zusätzlichen Kühl- und Heizkreislaufs geregelt werden.

Der Prüfstand bietet die Möglichkeit, jede der vier Steuerkanten des Ventils getrennt oder zwei in Kombination zu vermessen. Wird eine Kante vermessen, so wird der Volumenstrom nach dem Durchströmen des Ventils durch den Volumenstromzähler geleitet. Beim kombinierten Vermessen zweier Kanten werden die Arbeitsanschlüsse des Testventils durch den Volumenstromzähler verbunden (vgl. ISO 10770:1998, S. 28).

Über einen PI-Regler kann mit Hilfe des Regelventils die Druckdifferenz über dem Ventil konstant gehalten werden. So kann beispielsweise der Volumenstrom in Abhängigkeit von der Schieberposition oder dem Einganssignal bei konstanter Druckdifferenz gemessen werden.