Ventile

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Was ist ein Ventil?

Ein Ventil regelt die Fließrichtung bzw. Menge an Luft oder Flüssigkeit, die durch eine Leitung hindurchfließen soll. In der Pneumatik lassen sich Ventile durch verschiedene Parameter unterscheiden.

Auch oft gesucht: Pneumatikventil, Hahn, Schieber, Klappe


Was ist ein Ventil

Ventile in der Pneumatik erklärt von Bürkert

Ventile nehmen im Steuerungsprozess eine ausführende Aufgabe ein. Die Aufgabe von Ventilen beschränkt sich im Regelfall darauf, die Fließrichtung und/oder die Menge an Luft (Pneumatik) oder Flüssigkeit (Hydraulik) zu steuern. Ventile werden also einerseits verwendet, um genau zu bestimmen, wie viel Fluid (Flüssigkeit & Gas) durch eine Leitung dringen darf. Andererseits blockieren Ventile Leitungen zuweilen komplett, sodass keine Flüssigkeit oder Gas mehr durch sie hindurch dringen kann. Bei dieser Regelungsfunktion sind Ventile großen Dynamiken ausgesetzt und müssen daher strapazierfähig und zuverlässig sein.

Ventile in der Pneumatik

Wie ein Ventil aufgebaut ist, hängt von der Ventilart ab. Ventile lassen sich durch verschiedene Parameter unterscheiden: die Betätigungsart des Ventils, die Steuerungsart und die Ventilfunktion.

Betätigungsarten von Ventilen

  • Elektromagnetisch betätigte Ventile (Magnetventile): Diese Ventile werden durch elektrische Spannung angesteuert. Dabei ist ein Elektromagnet dafür verantwortlich, dass das Ventil reagiert. Diese Art von Ventilen finden am häufigsten Verwendung.
  • mit Druckluft betätigte Ventile (Pneumatikventile, pneumatische Ventile): Hier ist die Druckluft der Auslöser für das Ventil. Es also ein Druckluftanschluss am Ventil von Nöten.
  • Mechanisch betätigte Ventile: Diese Ventile werden direkt, z.B. durch einen Pneumatikzylinder, angesteuert und betätigt. Durch die direkte Ansteuerung gibt es weniger Schnittstellen und somit sinkt auch die Fehlerquote. Mechanisch betätigte Ventile sind in der Pneumatik daher sehr beliebt.
  • Muskelkraftbetätigte Ventile (handbetätigte Ventile): In ihrer Funktion und ihrem Aufbau gleichen durch Muskelkraft betätigte Ventile den mechanisch betätigten Ventilen. Allerdings ist hier der Auslöser ein Knopf, Fußschalter oder Hebel, der von Hand betätigt werden muss und direkt das Ventil ansteuert.

Steuerungsarten von Ventilen

Wenn ein pneumatisches Ventil die Luftmenge oder Luftrichtung regelt, findet in ihm immer eine Bewegung statt, zum Beispiel indem sich ein Ventilkolben verschiebt. Das Auslösen des Ventilkolbens kann indirekt oder direkt geschehen, weshalb man bei der Steuerung von Ventilen zwischen indirekt gesteuerten Ventilen und direkt gesteuerten Ventilen unterscheidet.

Direkt gesteuertes Ventil
Bei der direkten Ansteuerung wird der Ventilkolben direkt - also ohne Zwischenschritt - betätigt. Beispielsweise durch eine Magnetspule, einen Schalter oder einen Druckknopf. Ein direkt gesteuertes Ventil findet im Vakuumbereich Anwendung, da es nicht vom allgemeinen Arbeitsdruck abhängig ist. Mit zunehmender Größe des direkt gesteuerten Ventils ist jedoch auch ein größerer Kraftaufwand notwendig.

Indirekt gesteuertes Ventil
Ein indirekt gesteuertes Ventil (vorgesteuertes Ventil) funktioniert über einen Druckluft-Steueranschluss. Der Ventilkolben wird also nicht direkt durch ein Betätigungselement ausgelöst, sondern durch Druckluft, die mithilfe eines pneumatischen Tasters freigesetzt wird. Man betätigt also zunächst den pneumatischen Taster (Hebel, Druckknopf, etc.). Dadurch setzt sich Druckluft frei, die den Ventilkolben bewegt. Der Vorteil an einem indirekt gesteuerten Ventil ist, dass es, anders als das direkt gesteuerte Ventil, viel weniger Kraft benötigt. Allerdings ist es aber auch auf einen ausreichenden Arbeitsdruck angewiesen.

Funktion Ventile

Die Funktionen von Ventilen sind unterschiedlich:

Wegeventile
Ein Wegeventil steuert den Weg des Arbeitsmediums (Druckluft), indem es das Medium freisetzt, sperrt oder dessen Fließrichtung bestimmt. Es gibt verschiedene Arten von Wegeventilen. Sie sind nach der Anzahl der Anschlüsse und Schaltstellungen benannt. Dabei steht in der Bezeichnung die erste Zahl für die Anzahl der Anschlüsse, die zweite Zahl kennzeichnet die Anzahl der Schaltstellungen. Ein 3/2-Wegeventil (sprich: 3 Strich 2 Wegeventil) beispielsweise hat also drei Anschlüsse und zwei Schaltstellungen. Die gängigsten Arten der Wegeventile in der Pneumatik sind:

  • 2/2-Wegeventile
  • 3/2-Wegeventile
  • 4/2-Wegeventile
  • 5/2-Wegeventile
  • 5/3-Wegeventile

Druck-, Sperr- und Stromventile
Ein Druckventil (Druckregelventil) sorgt dafür, dass der Druck der Druckluft richtig eingestellt wird.

Ein Sperrventil blockiert den Weg des Arbeitsmediums in eine Richtung und gibt dafür einen anderen Weg frei. Ein Beispiel für ein Sperrventil ist ein Rückschlagventil, das als Sicherheitsventil eingebaut wird, damit kein Druckabfall entsteht.

Ein Stromventil steuert die Geschwindigkeit der Luft, indem sich der Querschnitt der Öffnung verändert. Ein Beispiel für ein Stromventil ist ein Drosselrückschlagventil. Es bremst den Luftfluss in eine Richtung während die Druckluft in die andere Richtung ungehindert strömen kann.

Proportionalventile
Bei einem Proportionalventil ändert sich der ausgegebene Wert im Verhältnis zum eingegebenen. Das bedeutet beispielsweise, je mehr Kraft auf ein Ventil einwirkt, umso größer ist dessen Durchflussmenge.

Logikventile
Logikventile lassen sich in Zweidruckventile und Wechselventile untergliedern.

Ein Zweidruckventil hat zwei Druckluftanschlüsse sowie einen Arbeitsanschluss. Nur wenn auf beiden Druckluftanschlüssen gleichzeitig Druck entsteht, wird die Druckluft zum Arbeitsanschluss weitergegeleitet. Das Zweidruckventil bezeichnet man daher auch als UND-Ventil.

Ein Wechselventil hat ebenso zwei Druckluftanschlüsse und einen Arbeitsanschluss. Allerdings wird die Druckluft hier bereits an den Arbeitsanschluss weitergeleitet, wenn nur ein Druckluftanschluss unter Druck steht. Es muss also nicht an beiden Druckluftanschlüssen gleichzeitig Druckluft eindringen, weshalb das Wechselventil auch als ODER-Ventil bekannt ist.

Anwendungsgebiete Ventil

Pneumatik ohne Ventile ist wie Autofahren ohne Motor – theoretisch zwar möglich, praktisch aber unvorstellbar. Ventile werden jedoch nicht nur in der Pneumatik angewendet sondern unter anderem auch in den folgenden Gebieten:

  • Kraftfahrzeuge (z.B. AGR-Ventil)
  • Fahrräder (z.B. Schraderventil)
  • Wasseraufbereitung (z.B. Elektromagnetventil)
  • Medizintechnik (z.B. Ventile mit Piezotechnologie)
  • chemische Industrie
  • Lebensmittelindustrie
  • Maschinenbau
  • ...

Hersteller pneumatisch gesteuerte Ventile

Bürkert GmbH & Co. KG

Im Bereich der Fluid Control Systems zählt Bürkert zu den führenden Unternehmen. Bürkert stellt verschiedene Ventile, Sensoren und Schnittstellen her, die für Prozesse wie Temperaturmessung, Filtration, Dosierung und Mischen dienen. Seit ihrer Gründung ist die Bürkert GmbH & Co. KG zu hundert Prozent in Familienbesitz und beschäftigt mittlerweile weltweit mehr als 2.500 Mitarbeiter.

Weitere Hersteller von Ventilen in der Pneumatik

  • AVENTICS
  • Camozzi
  • DOPAG
  • EBRO ARMATUREN
  • Festo
  • JOYNER pneumatic
  • Metal Work
  • Nordson
  • OMAL
  • Pfeiffer
  • Rotork
  • Spirax-Sarco
  • The Weir Group

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