Dichtheit als Entwicklungsschwerpunkt für Sitzventile hochdynamisch schaltender Zylinderantriebe

Bei der Entwicklung hydraulischer Antriebe für Hochspannungs-Leistungsschalter kommt der Ventiltechnik eine besondere Bedeutung zu. Die Ventile müssen zum einen in der Lage sein, einen hydraulischen Druck über eine lange Zeit zuverlässig und mit geringer Leckage zu dichten und zum andern schnell und reproduzierbar umschalten.

Zur Entwicklung passender Ventilsysteme wird in der vorliegenden Arbeit im ersten Teil die Dichtheit von metallischen Dichtsitzen empirisch untersucht. Mit Hilfe eines Prüfstandes, der die kontinuierliche Messung der Leckage ermöglicht, und spezieller Prüfventile werden die Auswirkungen verschiedener Parameter auf die Dichtheit gemessen.

Zunächst werden Zusammenhänge zwischen der Partikelbeladung des Öls und dem zeitlichen Verlauf der Leckage dargestellt. Weiter wird das logarithmische Verhältnis zwischen Leckage und Anpresskraft gezeigt. Die Abhängigkeiten der Leckage von der Oberflächenrauheit, -form und -härte schließen die Untersuchungen ab. Darüber hinaus werden Messungen mit Helium anstelle von Öl durchgeführt und die Zusammenhänge gezeigt und diskutiert.

Im zweiten Teil der Arbeit werden Ventilsysteme entwickelt und untersucht. Durch einen systematischen Lösungsansatz kann sichergestellt werden, dass alle Möglichkeiten betrachtet werden und ein optimales Ergebnis gefunden wird. Zwei Systeme werden prototypisch umgesetzt und auf einem Prüfstand untersucht. Dadurch wird der Funktionsnachweis erbracht und durch den Vergleich mit einem bestehenden Produkt die Leistungsfähigkeit dargestellt.