LS-Abschaltung durch Magnetventile

Load Sensing (LS) -Systeme, stehen seit Jahrzehnten in mobilhydraulischen Anwendungen für Effizienz, Umweltschonung, Wirtschaftlichkeit und ganz besonders auch für Sicherheit. Je nach hydraulischer Ausstattung der Maschinen sowie der Komplexität der Anwendungsbereiche gestalten Hersteller die elektrische Abschaltmöglichkeit der LS-Systeme unterschiedlich.

Anforderungen aus der Praxis, hoher Kostendruck und letztlich Anpassungen gesetzlicher Vorschriften und Richtlinien zwingen die Konstrukteure im Maschinen- und Fahrzeugbau, die mit mobilhydraulischen Systemen arbeiten, den Sicherheitsstandard der Performance Level (PL) gemäß VDMA EN ISO 13849-1 und /oder den Sicherheits-Integritätslevel -SIL- DIN EN 61508 und EN 62061 in den Bereichen Hydraulik, Pneumatik und Mechanik zu erfüllen. Ziel dieser Vorschriften ist es, Sicherheitsschaltungen zu erhalten, die Fehlfunktionen ausschließen und Risiken für den Menschen und die Umwelt minimieren.

Je nach hydraulischer Ausstattung der Maschinen und Fahrzeugan- und aufbauten sowie der Komplexität der maschinellen Anwendungsbereiche gestalten Hersteller die elektrische Abschaltmöglichkeit unterschiedlich:

1. ABSCHALTUNG: DRUCKANSCHLUSS P DURCH 2/2 WEGE MAGNETVENTIL

Bei einfachen Anwendungen, wie bespielweise bei Sattelzugmaschinen, die mit motorseitig verbauter LS Verstellpumpe ausgestattet sind, läuft beim Starten des Motors die Verstellpumpe direkt mit. Damit die LS Verstellpumpe in der Zeit, in der keine hydraulische Funktion benötigt wird, in den Standby Modus (Erhaltungsmodus) zurückschwenkt, wird häufig ein elektrisch betätigtes 2/2 Wege Abschaltsperrventil im Nachgang der Pumpe am Druckausgang „P“ zwischengeschaltet. Das sperrt „P“ die Leitung zu der Steuerung oder den Verbrauchern ab, sodass diese komplett von der Ölzufuhr abgeschnitten sind. Infolge dessen regelt der LS Regler das System in Standby.

2. ABSCHALTUNG: LS LEITUNG – ENTLASTUNG ZUM ÖLBEHÄLTER

Bei hydraulischen Systemen, beispielsweise in kommunalen Anwendungen (Geräteträger), werden die Steuerungen für Winterdienst, Mäh- und Straßenreinigungsgeräte aber auch bei Schwertransportfahrzeugen oft elektroproportional betätigt. Häufig sind die jeweiligen Steuerblöcke in den Geräten direkt verbaut und werden über Hydraulikkupplungen adaptiert.

Um alle unterschiedlichen Anwendungen bedarfs ge recht mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen und um diese jederzeit zu- oder abschalten zu können, wird in die Lastmeldestrecke* zum LS Regler, ein elektrisch betätigtes 2/2 Wege Sperrventil eingesetzt. Dieses 2/2 Wege Sperrventil hat die Aufgabe, im Abschaltbetrieb die Lastmeldestrecke zum Ölbehälter zu entlasten. Führende Hersteller für Verstellpumpen und Steuerventile bieten Lösungen an, bei denen entweder direkt am LS Regler oder in der Eingangsplatte am Steuerventil eine Entlastung von LS über Lecköl möglich ist. Bei Steuerungen, die sowohl elektrisch als auch handgeführt gesteuert werden können, werden zusätzlich elektrische Absperrventile am Druckanschluss „P“ verbaut und parallel mit der LS Schaltung verschaltet. So wird sichergestellt, dass bei mechanischer Betätigung die Verstellpumpe kein Öl fördert.

^{*Der am Verbraucher anliegende Lastdruck (bar) wird über Leitungen/Schläuche durch das Steuerventil hindurch auf den Regler übertragen (Lastmeldestrecke)}

Abschaltung durch Magnetventil in Druckleitung:
Elektrische Zu- und Abschaltung in Druckleitung („P“) am Beispiel eines Abrollkippers

LS-Abschaltung der Lastmeldestrecke beim Hakengerät: Elektrische Zu- und Abschaltung durch LS-Ventil (Lastmeldestrecke) am Beispiel eines Abrollkippers.

3. ABSCHALTUNG: ELEKTRISCHE REGELUNG

Verstellpumpen, die mit rein elektrischer Leistungsregelung ausgeführt sind, werden nicht wie bei LS Systemen durch die hydraulische Lastmeldestrecke blockiert oder geöffnet, sondern durch eine angelegte Spannung am elektroproportionalen Magnetventil. Für diese Systeme spielen die Kennlinien eine wichtige Rolle:

Positive Kennlinie:
Hydrauliksysteme, mit denen Lasten gehoben und Bauteile bewegt werden, müssen gemäß gesetzlicher Vorschriften (Produkthaftungsgesetz) in den „Not Stopp Gebrauch“ gesetzt werden können. Dies bedeutet, dass bei Betätigen des Not-Aus-Tasters alle gefährdenden Funktionen sofort gestoppt werden. Bei Stromausfall oder der Deaktivierung der elektroproportionalen Regelung der Verstellpumpe fördert diese keine Hydraulikflüssigkeit mehr.

Negative Kennlinie:
Diese Verstellpumpen werden auch bei hydrostatischer Motorkühlung, wie sie in Baumaschinen und Omnibussen vorkommt, eingesetzt. In diesen Fällen ist es, neben der Zu- und Abschaltmöglichkeit der Hydraulikanlage, wichtig, dass bei Kabelbruch oder Stromausfall die Verstellpumpe auf maximale Förderung der Hydraulikflüssigkeit steht. Neben dem Zu- und Abschalten der elektroproportional gesteuerten Verstellpumpen wird die Bedarfsregelung (Ölmenge) durch eine elektrische Spannung geregelt. Unabhängig davon, ob die Kennlinie positiv oder negativ ist, werden in den Steuerungen Sensoren eingesetzt, die den gemessenen Öldruck in Spannung ausgeben. Diese Spannung wird über Kabel dem elektrischen Pumpenregler aufgelegt.