Vermeidung von Schaltschlägen in Zylindersteuerungen

In Zylindersteuerungen kann die Minimierung des Schaltschlags beim Umschalten vom Ausfahren zum Einfahren des Zylinders eine Aufgabe darstellen. Je größer das eingespannte Ölvolumen, d.h. je größer der Zylinderkolben bzw. Hub, desto größer ist die gespeicherte hydraulische Energie und damit der Entlastungsschlag beim Umschalten.

Das Ziel ist es, das Öl kontrolliert und wiederholbar zu entlasten. Dabei wird ein Mittelweg zwischen dem Schalten in kürzester Zeit und einer (subjektiv) akzeptablen Dekompressionsrate gesucht. Die Verwendung typischer Komponenten (z.B. zweistufige entsperrbare Rückschlagventile, Blenden, Magnetventile für elektrisch gesteuerte Zeitverzögerung, usw.) kann teuer sein und bietet nicht immer Zuverlässigkeit und Wiederholgenauigkeit.

Bei Verwendung von Logikelementen anstelle eines 4/3-Wegeventils existiert eine wirkungsvolle Lösung, wie im vereinfachten Schaltbild gezeigt:

Im Schaltbild wird das druckausgeglichene Logikelement DK*R mit dem Vorsteuerventil DAAL-*CN und dem 3-Wege-Druckregler PRDB verwendet. Die Kombination ergibt ein leckagefreies, zuverlässig und gleich bleibend schaltendes, kostengünstiges Sitzventil für die Zylinderentlastung zum Tank. Die stromlos geschlossene Variante kann mit dem DO*R anstelle des DK*R in eine stromlos offene Schaltung umgewandelt werden. (Beide Ventile sind auch in den Varianten DK*R-8 und DO*R-8 verfügbar, in denen das Vorsteuerventil direkt in den Ventilsechskant geschraubt werden kann.) Da das Ventil druckausgeglichen ist, haben Drücke an den Arbeitsanschlüssen keinen Einfluss auf die Öffnungsgeschwindigkeit des Ventils. (Bei einem gewöhnlichen 2-Wege-Sitzventil vergrößert sich beim Öffnen die wirksame Fläche auf die der Druck wirkt, und damit vergrößert sich auch die Öffnungskraft.) Durch die Einstellung des Steuerdrucks mit dem Druckregler, kann eine geeignete, bei allen Schaltvorgängen gleich bleibende Öffnungsgeschwindigkeit eingestellt werden. Dieser Ansatz hat sich als geeignete Lösung zur Minimierung von Schaltschlägen in kurzer Zeit und mit gleich bleibenden Resultaten erwiesen. (Durch die Verwendung des Vorsteuerventils mit Schaltzeitverzögerung DAAL-SCN kann die Einstellung der Reduzierung von Schaltschlägen weiter verbessert werden.)