Wie funktioniert ein hydraulisches Magnetventil?

Abbildung 1: 4/3-Wege hydraulisches Magnetventil

Hydraulische Magnetventile steuern den Fluss von Hydraulikflüssigkeit in einem System und ermöglichen so die automatisierte Bewegung von Zylindern, Motoren und anderen hydraulischen Komponenten. Sie verwenden einen elektrischen Strom, um Anschlüsse zu öffnen und zu schließen und die Hydraulikflüssigkeit zu lenken, wodurch sie ferngesteuert arbeiten und den Hydraulikflüssigkeitsfluss präzise steuern können. Dieser Artikel untersucht die Bauform, Funktionsweise und Auswahlkriterien für 4/3- und 4/2-Wege hydraulische Magnetventile.

Inhaltsverzeichnis

• Aufbau eines hydraulischen Magnetventils
• Funktionsprinzip eines 4/3-Wege hydraulischen Magnetventils
• Funktionsprinzip eines 4/2-Wege hydraulischen Magnetventils
• Rastmechanismus
• Auswahlkriterien
• Anwendungen hydraulischer Magnetventile
• FAQs

Aufbau eines hydraulischen Magnetventils

Hydraulische Wegeventile werden durch die Anzahl der Anschlüsse und Schaltstellungen dargestellt. Zum Beispiel hat ein 4/3-Wege-Hydraulikventil vier Anschlüsse und drei Stellungen (Abbildung 2). Diese Ventile sind für Hochdruckanwendungen konzipiert, mit einem maximalen Druckbereich von bis zu 350 bar, was sie für anspruchsvolle Umgebungen geeignet macht.

Die verschiedenen Komponenten sind:

• Steckverbinder (B): Die Hauptaufgabe von Steckverbindern ist die Schnittstelle zwischen dem Ventil und der Stromversorgung. Diese Steckverbinder haben verschiedene andere Funktionen, die die Funktionalität des Magnetventils verbessern. Weitere Informationen finden Sie in unserem Artikel über Steckverbinder.
• Elektromagnet (C): Wenn der Elektromagnet mit Strom versorgt wird, bewegt sich der Schieber in seine Richtung und ändert, welche Anschlüsse geöffnet und welche geschlossen sind.
• Federrückstellung (D): Die Federrückstellung stellt sicher, dass der Schieber in seine Ausgangsposition zurückkehrt, wenn der Elektromagnet nicht mit Strom versorgt wird.
• Steuerschieber (E): Der Schieber ist eine zylindrische Komponente im Inneren des Ventils, die sich bewegt, um den Fluss der Hydraulikflüssigkeit zu lenken.
• Anschlüsse (T, A, P, B): Hydraulikflüssigkeit tritt durch die Anschlüsse ein und aus.
  • Druckanschluss (P): Hier tritt die Hydraulikflüssigkeit unter Druck von der Pumpe in das Ventil ein. Er liefert die Flüssigkeit, die zu den Arbeitsanschlüssen geleitet wird.
  • Arbeitsanschlüsse (A und B): Diese Anschlüsse verbinden sich mit dem hydraulischen Aktuator, Zylinder oder Motor. Je nach Schieberposition wird Flüssigkeit zum Anschluss A oder B geleitet, um Arbeit zu verrichten, wie z.B. das Ausfahren oder Einfahren eines Zylinders.
  • Rücklaufanschluss (T): Dieser Anschluss ermöglicht es der Hydraulikflüssigkeit, nach dem Durchlaufen des Systems in den Behälter zurückzukehren. Er hilft, den Flüssigkeitskreislauf aufrechtzuerhalten und stellt sicher, dass überschüssige Flüssigkeit sicher zurückgeführt wird.

Abbildung 2: Hydraulisches Magnetventil-Diagramm. Komponenten eines 4/3-Wege hydraulischen Magnetventils: Handhilfsbetätigung (A), Steckverbinder (B), Elektromagnet (C), Federrückstellung (D) und Steuerschieber (E). Außerdem die Anschlüsse A, T, B und P.

4/3-Wege- und 4/2-Wege-Magnetventile für hydraulische Anwendungen können eine Einzel- oder Doppelmagnet-Bauform haben und in einer normal offenen oder normal geschlossenen Position konfiguriert sein.

• Bei einem Einzelmagnetventil verschiebt sich der Schieber bei Aktivierung, und eine Feder bringt ihn automatisch in seine Ausgangsposition zurück, sobald der Elektromagnet stromlos geschaltet wird.
• Ein Doppelmagnetventil ermöglicht es dem Schieber, sich nach rechts oder links zu verschieben, je nachdem, welcher Elektromagnet mit Strom versorgt wird. 4/3-Wege-Ventile kehren in die Mittelstellung zurück, wenn sie stromlos geschaltet werden, es sei denn, sie haben einen bistabilen oder Rastmechanismus (siehe unten).
• Ob man sich für ein Einzel- oder Doppelmagnetventil entscheidet, hängt davon ab, ob man den stromlosen Zustand berücksichtigen muss. Wählen Sie ein Einzelmagnetventil, wenn das Ventil im stromlosen Zustand immer im gleichen Zustand sein soll.
  • Es ist entscheidend, sicherzustellen, dass zu jedem Zeitpunkt nur ein Elektromagnet mit Strom versorgt wird, um die ordnungsgemäße Funktion aufrechtzuerhalten und potenzielle Probleme zu vermeiden.

Funktionsprinzip eines 4/3-Wege hydraulischen Magnetventils

Abbildung 3: Funktionsprinzip eines 4/3-Wege-Magnetventils

Der Schieber im Inneren des 4/3-Wege hydraulischen Magnetventils kann in drei verschiedene Positionen verschoben werden, wobei jede den Flussweg der Flüssigkeit verändert:

• Position 1 (Abbildung 3, oben): Wenn sich der Schieber nach rechts bewegt, verbindet sich Anschluss P mit Anschluss A, und Anschluss B verbindet sich mit Anschluss T. Diese Konfiguration leitet Flüssigkeit vom Druckanschluss zu einem Arbeitsanschluss, während der andere Arbeitsanschluss Flüssigkeit zum Behälter zurückführt.
• Position 2 (Abbildung 3, Mitte): In dieser geschlossenen Mittelstellung sind alle Anschlüsse blockiert. Dies stoppt den Flüssigkeitsfluss und ermöglicht es dem System, Druck ohne Bewegung aufrechtzuerhalten.
• Position 3 (Abbildung 3, unten): Wenn der Schieber nach links verschoben wird, verbindet sich Anschluss P mit Anschluss B, und Anschluss A verbindet sich mit Anschluss T. Dies kehrt die Flussrichtung um, sendet Flüssigkeit zum entgegengesetzten Arbeitsanschluss und führt Flüssigkeit vom anderen Anschluss zum Behälter zurück.

Funktionsprinzip eines 4/2-Wege hydraulischen Magnetventils

• Vier Anschlüsse: Das Ventil umfasst einen Druckanschluss (P), zwei Arbeitsanschlüsse (A und B) und einen Rücklaufanschluss (T).
• Zwei Positionen: Der Schieber im Inneren des Ventils kann in zwei verschiedene Positionen verschoben werden, wobei jede den Flussweg der Flüssigkeit verändert:
  • Position 1 (Abbildung 4 oben): In dieser Position verbindet sich der Druckanschluss (P) mit dem Arbeitsanschluss (A), und der Arbeitsanschluss (B) verbindet sich mit dem Rücklaufanschluss (T). Diese Konfiguration leitet Flüssigkeit vom Druckanschluss zu einem Arbeitsanschluss und ermöglicht es dem Aktuator, sich in eine Richtung zu bewegen.
  • Position 2 (Abbildung 4 unten): Wenn der Schieber in die andere Position verschoben wird, verbindet sich der Druckanschluss (P) mit dem Arbeitsanschluss (B), und der Arbeitsanschluss (A) verbindet sich mit dem Rücklaufanschluss (T). Dies kehrt die Flussrichtung um, sendet Flüssigkeit zum entgegengesetzten Arbeitsanschluss und ermöglicht es dem Aktuator, sich in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen.

Abbildung 4: Funktionsprinzip eines 4/2-Wege-Magnetventils

Rastmechanismus

Einige Doppelmagnetventile haben einen Rastmechanismus, der es dem Benutzer ermöglicht, zu entscheiden, welche Position die Standardposition ist. Ein Rastmechanismus ist eine mechanische Funktion, die den Schieber an Ort und Stelle hält. Da sie mechanisch sind, sind Rastmechanismen robuster als bistabile Mechanismen.

Wenn das Ventil mit Strom versorgt wird, gibt die Raste den Schieber frei und ermöglicht ihm, in die andere Position zu wechseln. Daher kann ein Bediener die Standardposition eines hydraulischen Magnetventils festlegen.

Ebenso kann bei einem 3-Positionen-Ventil der Rastmechanismus den Schieber in jeder seiner drei möglichen Positionen halten. Dies ermöglicht es dem Ventil, einen bestimmten Zustand ohne kontinuierliche Stromversorgung aufrechtzuerhalten, was für die Energieeffizienz und die Aufrechterhaltung der Systemstabilität hilfreich sein kann.

Auswahlkriterien

1. Funktion

Die Funktion eines hydraulischen Magnetventils bezieht sich auf seine Standardposition. Die folgenden Standardpositionen sind verfügbar:

• Alle Anschlüsse offen: Diese Position kann zum Druckausgleich verwendet werden.
• Alle Anschlüsse geschlossen: Diese Position kann verwendet werden, um die Position des hydraulischen Aktuators beizubehalten.
• P offen zu A, B offen zu T: Der Schieber leitet Flüssigkeit vom Druckanschluss (P) zu einem Arbeitsanschluss (A). Der andere Arbeitsanschluss (B) führt Flüssigkeit zum Behälter (T) zurück.
• P offen zu T, A und B geschlossen: Diese Position kann den Druck im System entlasten, indem sie die Arbeitsanschlüsse umgeht und Flüssigkeit zum Behälter zurückführt.
• Rastmechanismus (keine Standardposition): Der Rastmechanismus ermöglicht es dem Benutzer, die Standardposition des Ventils zu bestimmen.
• P geschlossen, A und B offen zu T: Diese Position ermöglicht es jeder in den hydraulischen Aktuatoren verbleibenden Flüssigkeit, zum Behälter zurückzukehren.
• P offen zu B, A offen zu T: Der Schieber leitet Flüssigkeit vom Druckanschluss (P) zu einem Arbeitsanschluss (B). Der andere Arbeitsanschluss (A) führt Flüssigkeit zum Behälter (T) zurück.

2. Ventilanschlüsse und -positionen

Bei der Wahl zwischen 4/3-Wege- und 4/2-Wege-hydraulischen Magnetventilen sollten Sie Folgendes berücksichtigen:

• 4/3-Wege-Ventil: Ein 4/3-Wege-Ventil wird typischerweise für Anwendungen verwendet, die eine Neutralposition erfordern, in der der Aktuator gehalten werden kann, schweben kann oder der Druck abgelassen werden kann. Es ist ideal für komplexere Steuerungen, bei denen Zwischenpositionen benötigt werden.
• 4/2-Wege-Ventil: Ein 4/2-Wege-Ventil eignet sich für einfachere Anwendungen, bei denen der Aktuator direkt zwischen zwei Zuständen wechseln muss, wie z.B. das Ausfahren und Einfahren eines Zylinders ohne Zwischenposition. Es ist ideal für einfache Ein/Aus-Steuerungen.

3. Merkmale

• Hochdruck: Da hydraulische Magnetventile in Hydrauliksystemen arbeiten, müssen sie hohen Drücken standhalten. Diese Ventile können Drücke bis zu 350 bar aushalten.
• Handhilfsbetätigung: Die Handhilfsbetätigung ermöglicht es einem Benutzer, die Position des Ventils ohne Strom zu ändern. Dies ist besonders nützlich im Falle eines Stromausfalls.

4. Durchflussrate

Die Durchflussanforderung der Anwendung wird bei der Bestimmung der Baugröße des Ventils helfen. Um einen effizienten Betrieb aufrechtzuerhalten und Engpässe zu vermeiden, wählen Sie ein Ventil mit einer Durchflusskapazität, die den Anforderungen Ihres Systems entspricht oder diese leicht übertrifft. Ventile mit Durchflussraten von 60 - 80 l/min werden häufig verwendet.

5. Anschlussgröße

Stellen Sie sicher, dass die Baugröße des Ventils mit den Anschlussabmessungen der vorhandenen Komponenten übereinstimmt. Hydraulische Magnetventile sind typischerweise mit Anschlussgrößen von NG6 (D03) erhältlich, was eine Nennweite von 6 Millimetern anzeigt.

Anwendungen hydraulischer Magnetventile

• Automobilsektor: Verwendet in Hydraulikmotoren, Bremssystemen und Pumpen zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses, um einen effizienten Fahrzeugbetrieb zu gewährleisten.
• Energieerzeugung: Regelt den Flüssigkeitsfluss in Turbinensystemen, um die Leistung zu optimieren und die Sicherheit in Kraftwerken aufrechtzuerhalten.
• Fertigung und Verarbeitung: Steuert den Fluss von Flüssigkeiten und Gasen in Produktionsprozessen und verbessert die Automatisierung und Effizienz.
• Gas- und Kraftstoffversorgung: Steuert den Fluss von Gas und Kraftstoff bei der Verteilung und Verarbeitung und sorgt für Sicherheit und Effizienz.
• Landwirtschaftliche Maschinen: Wird zur Steuerung von Geräten und Anbaugeräten verwendet und verbessert die Effizienz und Präzision von landwirtschaftlichen Geräten.

FAQs

Was ist ein hydraulisches Magnetventil?

Ein hydraulisches Magnetventil ist ein elektromagnetisch gesteuertes Wegeventil, das in einem Hydrauliksystem verwendet wird, um den Fluss von Hydraulikflüssigkeit zu öffnen, zu schließen oder umzuleiten.

Was ist ein Schieber?

Der Schieber ist eine zylindrische Komponente innerhalb des Ventils, die hilft, den Fluss in einem hydraulischen oder pneumatischen System zu öffnen, zu schließen oder umzuleiten.

Was ist die Funktion eines hydraulischen Steuerventils?

Ein hydraulisches Steuerventil regelt den Flüssigkeitsfluss und -druck in einem Hydrauliksystem und leitet die Flüssigkeit nach Bedarf zu verschiedenen Teilen des Systems.

Wie verbessert ein Elektromagnet den Betrieb einer Hydraulikpumpe?

Er ermöglicht eine schnelle und präzise Steuerung des Flüssigkeitsflusses und verbessert so die Reaktionsfähigkeit und Effizienz des Hydrauliksystems.