Kurzzeitalterungstest für Hydraulikventile
Der Prüfstand dient der Untersuchung von Korngleit-, Erosions- und Stoßverschleiß an hydraulischen Schieberwege- und Sitzventilen. Hierbei wird der Einfluss der Parameter Fluidkontamination, Strömungsbedingungen und Lastzyklus genauer betrachtet. Ein Schwerpunkt liegt in der Kontamination mit ISO MTD (A3) Teststaub, da dieser den Verschleiß deutlich beschleunigt.
Druckversorgung
Die Druckversorgung des Prüfstands besitzt über die herkömmlichen Elemente hinaus ein Partikelmanagement, das zu konstanten Versuchsbedingungen führt. Hierzu wird dem Filterkreis (linkes Bild, a) ein konstanter Volumenstrom zugeführt, während die Dosiereinheit (b) neue Partikel in das System injiziert. Die Regelung der Partikelkonzentration im System geschieht mit Hilfe der zudosierten Partikelmenge. Auf diese Weise werden eine konstante Partikelkonzentration, Partikelverteilung und -form erzielt, obschon Partikelverschleiß beim Durchströmen der Testventile und anderer Komponenten auftritt. Die Hauptpumpe (c) des Prüfstands liefert bis zu 40 l/min bei 300 bar. Da sie dem partikelkontaminierten Öl standhalten muss, kommt an dieser Stelle eine Dreikolben-Plungerpumpe zum Einsatz. Eine konstante Öltemperatur wird durch einen Kühlkreis erzielt, der durch Pumpe (d) gespeist wird.
Lastzyklen
Die Verschleißuntersuchung eines 4/3-Wege Proportional-Schieberventils bedingt die Auswertung unterschiedlicher Lastzyklen. Die dargestellte Kopplung (rechts oben) von zwei identischen Ventilen erlaubt das Einstellen eines konstanten Differenzdrucks zwischen den Arbeitsanschlüssen, während die Messresultate beider Ventile zur Bestimmung des Verschleißverhaltens nutzbar sind. Ein Adaptionsalgorithmus beeinflusst die Steigung der Zweibereichsverstärkung, sodass eine Drucksteuerung entsteht, die dem oberen Ventil ein dem Lastzyklus analoges Signal bereitstellt. Das Verschleißverhalten von Sitzventilen wird mit Hilfe einer Serienschaltung von zwei Testventilen analysiert. Auf diese Weise ist jeweils ein Ventil in der Lage, den Volumenstrom durch das andere zu beeinflussen. Folglich kann in Abhängigkeit der Schaltsequenz ein Schließen des Ventils während dessen Durchströmung oder im lastfreien Zustand erfolgen.
Ventilvermessung
Die hub- und druckabhängigen Durchflusscharakteristiken der einzelnen Steuerkanten der getesteten Proportional-Schieberventile werden zur Beurteilung von deren Verschleißverhalten herangezogen. Diese Messungen werden im Wechsel mit dem jeweiligen Lastzyklus wiederholt, sodass der Verlauf der Ventilalterung ersichtlich wird. Das rechte untere Bild veranschaulicht den Schaltplan des Ventilblocks. Durch das Schalten von automatisierten Kugelhähnen können die unterschiedlichen zur Vermessung und Alterung benötigten Verschaltungen realisiert werden. Hierbei kann der gleiche Aufbau ebenfalls zur Untersuchung von Sitzventilen eingesetzt werden. Die Untersuchung des Verschleißes von Sitzventilen wird durch den Leckagevolumenstrom des geschlossenen Ventils realisiert. Hierzu wird der Druckabfall innerhalb eines mit dem Ventil verbundenen Speichers betrachtet.