PUB - A Ceramic Flat Slide Valve for Hydraulic Applications

 

Im Rahmen des Symposium on Fluid Power and Motion Control in Bath ist eine Veröffentlichung zum Thema „A Ceramic Flat Slide Valve for Hydraulic Applications“ erschienen.

 

Durch Anwendung des Flachschieberkonzeptes konnte eine Reduzierung der Leckage und eine Erhöhung der Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Kolbenschieberventilen erreicht werden. Um eine Reduzierung der Leckageströme zu erreichen und gleichzeitig die Einstellbarkeit der Ventile zu gewährleisten, ist eine korrekte Auslegung der Druckkompensation unerlässlich. Die Höhe der Kraft ist abhängig vom Betriebspunkt des Ventils und der Position des Schiebers. Aufgrund der Konstruktion des Flachschiebers ist es möglich, keramische Halbzeuge für die Hauptstufe zu verwenden, die aus Steuerplatten und einer Schieberplatte besteht. Die Geometrien sind so einfach, dass sie kostengünstig und mit ausreichender Genauigkeit aus einem keramischen Vorprodukt mittels Laserschneidtechnik hergestellt werden können.

High-Tech-Keramik ist ein vielversprechender Werkstoff, der zu einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Ventile beitragen kann. Die höhere Beständigkeit keramischer Werkstoffe gegenüber abrasivem Verschleiß erhöht die Lebensdauer der Ventile weiter. Außerdem weisen keramische Werkstoffe im Vergleich zu metallischen Werkstoffen geringere Reibungskoeffizienten auf, was für das Konzept des Flachschiebers aufgrund des Aufeinandergleitens der Platten von großer Bedeutung ist. Gleichzeitig bedeutet die Verwendung von Keramik, die in der Hydraulik derzeit nur selten zum Einsatz kommt, dass die Konstruktion werkstoffgerecht sein muss und bei der Auslegung der Hauptventilstufe berücksichtigt werden muss. In diesem Beitrag wird das Konzept des Flachschiebers für ein proportionales 4/3-Wege-Ventil vorgestellt. Dazu wird der Aufbau des Druckausgleichs gezeigt und der aktuelle Aufbau der Hauptventilstufe vorgestellt. Dazu gehört auch die Gestaltung der Strömungskanäle, die für keramische Werkstoffe geeignet sein müssen. Die vorläufige Auslegung der Strömungskanäle wurde mit CFD-Simulationen durchgeführt. Mit dem gezeigten Design kann die Funktion eines 4/3-Wege-Ventils, wie sie von Kolbenschieberventilen bekannt ist, mit einem linearen Verhalten zwischen Schieberplattenauslenkung und Öffnungsquerschnitt realisiert werden.

 

Titel	Autor(en)
A Ceramic Flat Slide Valve for Hydraulic Applications Buchbeitrag, Beitrag zu einem Tagungsband (2019)	Aengenheister, Stefan Liu, Chao Broeckmann, Christoph Schmitz, Katharina