Hydraulische Magnetventile - ihre Funktionsweise

Ein Hydraulikmagnetventil ist ein magnetgesteuertes Wegeventil, das in einem Hydrauliksystem zum Öffnen, Schließen oder Ändern der Durchflussrichtung der Flüssigkeit verwendet wird. Das Ventil arbeitet mit einem Magneten, einer elektrischen Spule, die in ihrem Zentrum um einen ferromagnetischen Kern gewickelt ist. Das Ventil besteht aus verschiedenen Kammern, auch Ports genannt. Die Magnetspule dient dazu, den Schieber im Ventil zu verschieben und die Anschlüsse zu öffnen oder zu schließen. Der Schieber ist das zylindrische Bauteil, das die Funktion des Ventils erfüllt, indem es den Flüssigkeitsstrom durch diese Öffnungen je nach seiner Position entweder sperrt oder freigibt.

Hydraulische Magnetventile sind in Branchen wie der Fertigungsindustrie, der Luft- und Raumfahrt, dem Baugewerbe und vielen anderen Branchen, die Hydrauliksysteme benötigen, weit verbreitet. Abbildung 1 ist ein Beispiel für ein Hydraulikmagnetventil.

Inhaltsübersicht

• Wegeventile
• Klappenentwurf
• Gestaltungsmöglichkeiten
• Beispiele aus der Industrie
• Schwerpunkte und Auswahlkriterien
• FAQ

Wegeventile

Die Wegeventile sind so konstruiert, dass sie den Flüssigkeitsstrom starten, stoppen oder dessen Richtung ändern. Diese Ventile werden am häufigsten in hydraulischen und pneumatischen Systemen eingesetzt. In diesem Artikel wird nur auf die hydraulischen Anwendungen eingegangen.

Hydraulische Magnetventile

Das Hydraulikmagnetventil ist ein Wegeventil, das in Hydrauliksystemen häufig verwendet wird, um den Flüssigkeitsstrom zu verändern, zuzulassen oder zu begrenzen. Das Ventil wird über Magnetspulen (X und Y) auf beiden Seiten des Ventils betätigt, wie in der Abbildung unten dargestellt. Das Ventil besteht aus einem zylindrischen Schieber (Z) mit Stegen (größerer Durchmesser) und Rillen (kleinerer Durchmesser). Der Steg blockiert den Durchfluss, während die Rille den Durchfluss durch das Ventil ermöglicht.

Die Wegeventile werden im Allgemeinen durch die Anzahl der Anschlüsse und die Anzahl der Schaltstellungen dargestellt. Bei dem oben dargestellten 4/3-Wege-Hydraulikventil stehen 4 für die Anzahl der Anschlüsse und 3 für die Anzahl der Positionen. P ist der Druckanschluss, A und B sind Arbeitsanschlüsse und T ist der Rücklaufanschluss.

Wenn die Magnetspule X betätigt wird, wird der Kolben durch die elektromagnetische Kraft nach links gezogen. Wenn die Magnetspule Y betätigt wird, gleitet der Steuerkolben nach rechts. Durch das Verschieben des Steuerkolbens werden Anschlüsse geöffnet, geschlossen oder verändert, wodurch sich die Strömungsrichtung ändert.

Klappenentwurf

4/3-Wege-Ventil

Ein 4/3-Wege-Ventil hat 4 Anschlüsse und 3 Stellungen. Es ist der am häufigsten verwendete Ventiltyp in Hydraulikkreisen. Je nach Schieberdesign können die Anschlüsse offen, geschlossen oder mit bestimmten Ein-/Ausgängen verbunden sein. Abbildung 3 unten ist ein gängiges Beispiel, aber es gibt noch weitere Spulenausführungen. Die Spule unten kann in 3 verschiedenen Positionen stehen: P-A und B-T (Abbildung 3 links), geschlossen (Abbildung 3 Mitte), oder A-T und P-B (Abbildung 3 rechts).

Wie in Schaltfunktion 1 (Abbildung 3 links) zu sehen ist, ist bei einer Bewegung des Steuerkolbens nach rechts Anschluss A mit Anschluss P und Anschluss B mit Anschluss T verbunden. Schaltfunktion 2 (Abbildung 3 Mitte) stellt ein geschlossenes Zentralventil dar, bei dem alle Anschlüsse gesperrt sind. Wenn der Schieber nach links bewegt wird, ist Anschluss P mit Anschluss B und Anschluss T mit Anschluss A verbunden.

4/2-Wege-Ventil

Ein 4/2-Wege-Ventil hat 4 Anschlüsse und 2 Stellungen. A und B sind zwei Arbeitsanschlüsse, P ist der Druckanschluss und T ist der Rücklaufanschluss.

Diese Ventile können als Einzel- oder Doppelmagnetventil ausgeführt sein. Sie können in normaler offener oder geschlossener Position angeschlossen werden, daher gibt es eine Feder, die sie in ihre normale Position zurückbringt. Ein einzelnes Magnetventil verschiebt den Schieber, wenn das Magnetventil betätigt wird, und kehrt in die ursprüngliche Position zurück, sobald es nicht mehr unter Strom steht. Bei einem Doppelmagnetventil verschiebt sich der Schieber, wenn ein Magnet erregt wird, und kehrt zurück, wenn der andere erregt wird. Es ist wichtig zu beachten, dass immer nur ein Magnet unter Spannung stehen darf.

Gestaltungsmöglichkeiten

Diese Hydraulikmagnetventile sind mit Merkmalen wie Innensechskantschrauben mit Innensechskant, Magnetspule, Dichtungssatz für Pohl-Rohr, O-Ring-Satz für Anschlussplatten oder Blindplatte mit 4 O-Ringen erhältlich. Diese Merkmale unterstützen eine zuverlässige Befestigung und dichte Abdichtung, um Leckagen während des Prozesses zu verhindern.

Arretierungsmechanismus

Ein Arretierungsmechanismus kann eine magnetische oder mechanische Sperre sein, die die Bewegung der Spule verhindert. Einige Hydraulikmagnetventile verwenden diesen Rastmechanismus, um den Schieber in einer offenen oder geschlossenen Position zu halten, wenn sie stromlos sind. Bei Erregung wird der Steuerkolben freigegeben und kehrt in seine ursprüngliche Neutralstellung zurück. Bei einem 2-Positionen-Ventil kann das Ventil gerastet werden, so dass der Schieber in beiden Positionen bleibt. Bei einem 3-Positionen-Ventil kann das Ventil gerastet werden, um in jeder der drei Positionen zu bleiben.

Beispiele aus der Industrie

Hydraulische Magnetventile werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, die ein hydraulisches System verwenden. Übliche Anwendungen für Hydraulikmagnetventile sind:

• Wasserversorgungssystem
• Turbinenanlage
• Kraftstoff-/Benzinversorgungssystem
• Kläranlagen
• Prozesskontrolle in Produktionsanlagen
• Hydraulische Motoren, Bremsen, Pumpen in der Automobilindustrie
• Hydraulische Maschinen in der Luft- und Raumfahrt und in der Schiffsindustrie
• Schwere Maschinen im Baugewerbe und Landschaftsbau
• Maschinen in der Landwirtschaft

Schwerpunkte und Auswahlkriterien

1. Anzahl der Anschlüsse und Positionen: Diese sollte je nach den Anforderungen Ihrer Anwendung ausgewählt werden.
2. Spulen-Aktion: Dies sollte davon abhängig gemacht werden, ob die Spule in die Mitte zurückkehren oder in ihrer Position bleiben soll, wenn sie stromlos ist.
3. Fluss: Der Durchflussbedarf für die Anwendung hilft bei der Bestimmung der Größe des Ventils.
4. Material: Der Werkstoff des Ventils sollte mit den Eigenschaften des strömenden Mediums kompatibel sein.
5. Temperatur: Die Werkstoffe der Ventile halten den minimalen und maximalen Temperaturanforderungen Ihrer Anwendung stand. Auch die Temperatur spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Ventilkapazität, da sie die Viskosität und den Durchfluss der Flüssigkeit beeinflusst.
6. Druck: Das Ventil muss dem für Ihre Anwendung erforderlichen Maximaldruck standhalten können.

FAQ

Was ist ein Hydraulikmagnetventil?

Ein hydraulisches Magnetventil ist ein elektromagnetisch gesteuertes Wegeventil, das in einem hydraulischen System zum Öffnen, Schließen oder Ändern der Strömungsrichtung der Flüssigkeit verwendet wird.

Was ist eine Spule?

Der Schieber ist ein zylindrisches Bauteil innerhalb des Ventils, das beim Öffnen, Schließen oder Ändern der Durchflussrichtung in einem hydraulischen oder pneumatischen System hilft.