counterbalance valves senkbremsventile

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COUNTERBALANCE VALVES
SENKBREMSVENTILE
Copyright © 2012 Sun Hydraulik GmbH
Function of counterbalance
valves
Required pilot pressures
Ways to reduce the required
pilot pressure
New energy saving
counterbalance valve
LoadMatch / TripleRatio
05.1. Senkbremshalteventile CB 1
4 BASIC CIRCUITS WITH COUNTERBLALANCE VALVES
4 GRUNDSCHALTUNGEN MIT SENKBREMSVENTILEN
PILOT TO OPEN CHECK VALVE – COUNTERBALANCE
ENTSPERRBARE RÜCKSCHLAGVENTILE − SENKBREMSVENTILE
Last
Last
PILOT TO OPEN CHECK VALVE – COUNTERBALANCE
ENTSPERRBARE RÜCKSCHLAGVENTILE - SENKBREMSVENTILE
Last
Last
Last
SANDWICH BODIES WITH COUNTERBALANCE AND PILOT TO
OPEN CHECK
ZWISCHENPLATTEN MIT SENKBREMSEN UND ENTSPERRBAREN
RS VENTILEN
Seite 5
COUNTERBALANCE ON PISTON SIDE WITH HIGH SETTING
SENKBREMSVENTIL AUF KOLBENSEITE MIT HOHER EINSTELLUNG
EN 280 for man lifts requires safe
loadholding function if piston seal
fails .
EN 280 für Hubarbeitsbühnen
verlangt Lasthaltung bei Versagen
der Zylinderkolbendichtung
Seite 6
STANDARD COUNTERBALANCE NON VENTED
STANDARD SENKBREMSVENTIL NICHT ENTLASTET
CB**-L*N
Hydraulisches
Symbol
3
1
2
COUNTERBALANCE SUBASSEMBLY
SENKBREMSVENTIL BAUGRUPPE
Main spring/
Hauptfeder
Sleeve/Hülse
Spring reverse free flow
Feder
UmgehungsRückschlagventil
Aufsteuerverhältnis / pilot ratio =
A1 A2 A3
(A3 - A2)
(A2 - A1)
Inner sleeve
Innere Hülse
Poppet
Kolben
SETTING OF COUNTERBALANCE VALVES
EINSTELLUNG VON SENKBREMSVENTIL
Seite 9
Einschraubbohrung T-11A
Serie 1
T-2A
Serie 2
T-17A
Serie 3
T-19A
Serie 4
Nenndurchfluss 10 l/min
CBAB
CBAA
Ultra restrictive
CBAG
1,5:1 280 bar
03:01 280 bar
4,5:1 350 bar
stark angedrosselt
CBBY
CBBA
Fully restrictive
CBBAX
CBBG
CBBGX
CBBH
32 l/min
60 l/min
80 l/min
CBDA
CBFA
CBHA
02:01 280 bar
03:01 280 bar
CBDG
CBFG
CBHG
4,5:1 350 bar
CBDH
CBFH
10:1 350 bar
CBBB
CBBL
CBBLX
Semi restrictive
CBBC
CBBCX
CBBD
CBBDX
80 l/min
CBDB
CBDL
160 l/min
CBFB
CBFL
1,5:1 280 bar
2,3.1 350 bar
CBDC
CBFC
03:01 280 bar
CBDD
CBFD
4,5:1 350 bar
120 l/min
CBEB
MBEB
MBEBX
CBEY
CBEL
240 l/min
CBGB
MBGB
MBGBX
CBGY
CBGL
480 l/min
CBIB
MBIB
MBIBX
CBIY
CBIL
02:01 280 bar
2,3:1 350 bar
CBEA
CBGA
CBIA
03:01 280 bar
MBEA
MBEAX
CBEG
MBGA
MBGAX
CBGG
MBIA
MBIAX
CBIG
MBEG
MBEGX
CBEH
MBGG
MBGGX
CBGH
MBIG
MBIGX
CBIH
angedrosselt
Last
halb angedrosselt
standard
CBCB
Standard
CBCY
CBCL
CBCLX
CBCA
CBCAX
CBCG
CBCGX
CBCH
CBCHX
NEUES MODELL
1,5:1 280 bar
1,5.1 350 bar
3.1 350 bar
4,5:1 350 bar
4,5:1 350 bar
10:01 350 bar
REQUIRED PILOT PRESSURES
ERFORDERLICHE STEUERDRÜCKE
Last
PPilot =
S − PLast
PR + CR
PPilot Required Pilot Pressure
Erforderlicher Aufsteuerdruck
PLast Load Induced Pressure
Lastdruck
A/CR
A
PPilot
S
Setting P = S − L
Einstellung PR + CR
PLast
PR Pilot Ratio
Aufsteuerverhältnis
PT =
Druck im
Rücklauf
PO
CR Cylinder Ratio
Zylinderflächenverhältnis
Equation without pressure in return line
Ohne Berücksichtigung von Druck im
Rücklauf
Force Balance Cylinder
Kräftegleichgewicht am Zylinder
Last
F + PPilot ⋅ A / CR = PLast ⋅ A
PLast
A/CR
260 bar
CR = 0,5
A
PPilot
PLast
CR = 2
PO
PPilot
220 bar
Gain =
PLast
dplast
dp pilot
260 bar
Q
PLast
Q ≡ 20 l/min
PPilot
PPilot
220 bar
Last
PLast
A/CR
A
P=
(zum Öffnen
erforderlicher
Steuerdruck)
Operating point is where force
balance line of cylinder intersects with
perfromance curve of counterbalance
valve
Betriebspunkt ist da, wo Kennlinie des
Ventils die Kennlinie des
Verbrauchers (Kräftegleichgewicht)
schneidet
NEGATIVE LOAD
NEGATIVE LOAD
P1
60 l/min
10 l/min
PT =
Druck im
Rücklauf
KEINE LAST
NO LOAD
POSITIVE LOAD
POSITVE LAST
PPilot
PO
PPilot
220 bar
IDEAL PERFORMANCE CURVES
IDEALE KENNLINIE
Load pressure vs pilot pressure
(standard counterbalance valve)
Lastdruck über Steuerdruck
(Standardventil)
Load pressure vs pilot pressure (New
LoadMatch counterbalance valve)
Lastdruck über Steuerdruck (Neues
LoadMatch Ventil)
LoadMatch COUNTERBLALANCE
LoadMatch™ SENKBREMSVENTIL
2 TYPES OF NON VENTED COUNTERBALANCE
2 BAUFORMEN NICHT ENTLASTETER SENKBREMSVENTILE
92.70
MBEA-L**
3
1
CBEA-L**
2
18
LoadMatch COUNTERBALANCE
LoadMatch™ SENKBREMSVENTIL
92.70
MBEA-L**
32.25
28.58 HEX
95
MBEP-D**
37.85
34.90 HEX
19
LoadMatch™ MBEP
Simplified Symbol
Einfaches Symbol
Complete Symbol
Vollständiges Symbol
LoadMatch™ SENKBREMSVENTIL MBEP PRAXIS
• Skip Loader example
PPilot
220 bar
TripleRatio COUNTERBALANCE
Triple Ratio SENKBREMSVENTIL
TripleRatio COUNTERBALANCE
Triple Ratio SENKBREMSVENTIL
Based on Standard CB valves
Basierend auf Standard
Senkbremsventil
Adjustable
Verstellbar
30% Energy saving for
negative/overrunning load
30% Energieersparnis
STABILTY DEPENDING ON SEVERAL CYLINDERS
STABILTÄT ABHÄNGIG VON MEHREREN CYLINDERN
N
K
S
• Cylinder S to move boom.
Compensation cylinder K follows,
displaced oil moves leveling cylinder
N that remains horizontal.
Stützzylinder S bewegt Ausleger.
Kompensationszylinder K wird
mitbewegt. Verdrängtes Öl bewegt
Neigezylinder N, so dass
Auflagefläche horizontal bleibt.
• Stability depends on both cylinders
and both counterbalance valves
Stabilität und Kräfte des
Stützzylinders werden vom
Kompensations- und Neigezylinder
beeinflusst.
Seite 25
INFLUENCE OF BACKPRESSURE ON REQUIRED PILOT PRESSURE
EINFLUSS DES RÜCKLAUFDRUCKES AUF ERFORDERLICHEN
STEUERDRUCK
P
1
S = setting
Last
1
P
PR
PR+1
A/CR
PT
A
P=
(zum Öffnen
erforderlicher
Steuerdruck)
FORCE BALANCE COUNTERBALANCE VALVE
KRÄFTEGLEICHGEWICHT SENKBREMSVENTIL
P1
(1)
FORCE BALANCE CYLINDER
KRÄFTEGLEICHGEWICHT ZYLINDER
PT =
Druck im
Rücklauf
PO
P ∗ PR + P1 = PT ∗ ( PR + 1) + S
P1 ∗ A = m ∗ g + P ∗ A/CR
(2)
(2) in (1) , L = m ∗ g/A
P =
PT ∗ ( PR + 1) + S − L
PR + 1 / CR
APPLICATIONS OF VENTED CB VALVES PRESSURE
ANWENDUNGEN ENTLASTETER SENKBREMSVENTILE
With prop flowcontrol valves
when prop valve should
throttle return line to control
movement
Mit Proportionalventilen,
wenn das Proportionalventil
durch Drosselung im
Rücklauf die Bewegung
steuern soll
When relief function
regardless of backpressure is
required (external load
greater than system
pressure)
Wenn eine DBV Funktion
unabhängig von Druck im
Rücklauf erforderlich ist
(Lasten über Systemdruck)
PRESSURE SENSITIVE REGEN WITH LOADHOLDING
DRUCKABHÄNGIGE EILGANGHSCHALTUNG
CA** or CW**
1
CO**
CB
**
2
In regen mode CA** or CW**
counterbalance see high back
pressure: Vented Counterbalance
required.
Im Eilgang sieht Lasthalteventil CA**
oder CW** hohen Druck im Rücklauf:
Entlastetes Ventil erforderlich
Progressive opening of counterbalance
valve 2 with increasing load
Senkbremsventil 2 öffnet proportional
bei steigendem Lastdruck
Opening starts at
setting / (pilot ratio plus 1)
Öffnungsdruck =
Einstellung/(Aufsteuerverhältnis plus 1)
ADVANTAGES OF THE CUSHION LOCK CIRCUIT
VORTEILE DER SCHWENKBREMSSCHALTUNG
Continuous relief
Ständige
Druckbegrenzungsfunktion
1
2
3
2
1
3
Flushing cylinder with each
movement
Zylinder sieht bei jeder
Bewegung neues Öl
Anticavitation
Nachsaugefunktion
Backpressure does not
Saves energy
increase required pilot
pressures
Staudruck erhöht nicht den
nötigen Steuerdruck
Counterbalance valves can
be sized to cylinder areas
Saves energy
Senkbremsventile können auf
Zylinderflächen abgestimmt
werden
VENTED COUNTERBALANCE VALVES
Serie 1 Serie 2
T-2A
CABG
CABK
CACK
CAEK
CACL
CAEL
CACA
CAEA
CACG
CAEG
T-22A
MWEB
MWEA
MWEG
CWCK CWEK
CWCL
CWEL
CWCA CWEA
CWCG CWEG
Serie 3
T-17A
Serie 4
T-19A
CAGK
CAIK
CAGL
CAIL
CAGA
CAIA
CAGG
CAIG
T-23A T-24A
MWGB MWIB
MWGA MWIA
MWGG MWIG
CWIK
CWGK
CWGL
CWIL
CWIA
CWGA
CWGG CWIG
MODEL CW**-L**, 4-PORT VENTED COUNTERBALANCE
CARTRIDGE, WITH PILOT ASSIST
Four port vented counterbalance
valve which provides a valve range
where pressure at port 2 DOES NOT
affect valve setting.
Same characteristics as CA** model
but with the spring chamber
referenced to port 4.
Back pressure at port 4 is directly
additive to the valve setting.
MODEL CW** 4-PORT VENTED COUNTERBALANCE VALVE BASIC
OPERATION
Port 1 – Load
Port 2 – Free Flow
Port 3 – Pilot
Port 4 - Vent
4
3
2
1
Free Flow Position Port 2 to 1
• Operating pressure at port 1.
• Operating pressure at port 2.
• Tank pressure at port 3.
Legend:
Intensified Pressure
Tank Pressure
Operating Pressure
Pilot Pressure
OPERATION
Port 1 – Load
Port 3 – Pilot
Port 4 - Vent
4
3
2
1
Closed Position
• Load pressure at port 1.
Legend:
Tank Pressure
Operating Pressure
Pilot Pressure
OPERATION
Port 1 – Load
Port 3 – Pilot
Port 4 - Vent
4
3
2
1
Cracking Open Position (load begins to descend)
• Pilot pressure at port 3.
Legend:
Tank Pressure
Operating Pressure
Pilot Pressure
OPERATION
Port 1 – Load
Port 3 – Pilot
Port 4 - Vent
4
3
2
1
Controlled Piloting Position (load descends under control)
• Pilot pressure at port 3.
•Tank pressure at port 4.
Legend:
Tank Pressure
Operating Pressure
Pilot Pressure
OPERATION
Port 1 – Load
Port 3 – Pilot
Port 4 - Vent
4
3
2
1
Fully Piloted Open Position
• Pilot pressure at port 3 (i.e. relief pressure).
Legend:
Tank Pressure
Operating Pressure
Pilot Pressure
OPERATION
A1
A2
Basic Valve Geometry
Spring bias forces valve into normally
closed position.
Differential area of A2-A1 divided by A1
determines the pilot ratio of the valve.
Differential area of A1 – A2 opposes spring
bias to open valve at relief pressure.
MODEL CA*A-L**, 3-PORT COUNTERBALANCE CARTRIDGE, WITH
PILOT ASSIST, VENT TO ATMOSPHERE
Atmospherically vented counterbalance valve
which provides a relief pressure range where
pressure at port 2 DOES NOT affect valve setting.
Although the spring chamber is sealed, drop
leakage may eventually occur during operation
(One drop per 4000 cycles).
4-PORT LOAD REACTIVE COUNTERBALANCE WITH
REFINED GAIN CONTROL
Load
Reactive, 4-Port
Model MW*A-L**, Load Reactive, 4-Port, Adjustable
B
G
MODEL CABG-L**, PIN-TYPE 3-PORT COUNTERBALANCE
CARTRIDGE, WITH PILOT ASSIST, ATMOSPHERIC REFERENCE
Atmospherically vented counterbalance
valve which provides a relief pressure range
where pressure at port 2 DOES NOT affect
valve setting.
Lower cost/ lower capacity alternative to
model CACG.
3 WAY PRESSURE CONTROL VALVE
pressure spikes on mechanical brake
pBR
pBR
20 bar
pL:
30 bar-200 bar
pL:
40 bar-200 bar
pL:
0 bar-200 bar
40 bar
pL
Pressure spikes on BR, at rapid increase of signal pL from shuttle valve CSAD.
Pressure spikes only when pressure from CSAD is initially between setting of
DPBC (20 bar, valve already open) and setting of PRDB (40 bar, valve still open).
Orifice 0,7 mm downstream PRDB avoids pressure spikes.
3-PORT NON-LOAD REACTIVE COUNTERBALANCE WITH
Non-Load
Reactive, 3-Port
Model MB*M-X**, Non-load Reactive, 3-Port, Non-adjustable
(non-load reactive valves are only available as non-adjustable)
4-PORT NON-LOAD REACTIVE COUNTERBALANCE WITH
Non-Load
Reactive, 4-Port
Model MW*M-X**, Non-load Reactive, 4-Port, Non-adjustable
(non-load reactive valves are only available as non-adjustable)
MW*M –VALVE AS SEAT TYPE FLOWCONTROL
MW*M VENTIL ALS SITZDICHTES STROMREGELVENTIL

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