Überblick über 3/2-Wege-Pneumatische Magnetventile

Abbildung 1: Ein 3/2-Wege-pneumatisches Magnetventil

3/2-Wege-Pneumatische Magnetventile sind für die Regulierung des Luftstroms in verschiedenen Anwendungen unerlässlich, einschließlich einfach wirkender Zylinder, pneumatischer Antriebe und Aufgaben wie Ausblasen, Druckentlastung und Vakuumoperationen. Dieser Artikel bietet einen Überblick, um den Lesern ein besseres Verständnis allgemeiner Themen zu 3/2-Wege-Pneumatischen Magnetventilen zu vermitteln, einschließlich Anwendungen, Funktionsprinzipien und mehr.

Inhaltsverzeichnis

• Bauform von 3/2-Wege-Ventilen
• Schaltfunktion von 3-Wege-Luftventilen
• Wie funktioniert ein 3/2-Wege-Pneumatisches Magnetventil?
• Anwendungen
• Vielseitigkeit und Umweltaspekte
• FAQs

3/2-Wege vs. 2/2-Wege & 5/2-Wege

3/2-Wege-Pneumatische Magnetventile haben einen Einlassanschluss, einen Auslassanschluss und einen Entlüftungsanschluss. Sie werden zur Steuerung einfacherer pneumatischer Systeme (z.B. einfach wirkende pneumatische Zylinder) mit dem zusätzlichen Vorteil der Entlüftung verwendet. Während 2/2-Wege-Pneumatische Magnetventile für einfache Ein/Aus-Steuerungen verwendet werden und 5/2-Wege-Pneumatische Magnetventile zur Steuerung doppelt wirkender pneumatischer Zylinder eingesetzt werden. 5/2-Wege-Ventile können die Luftzufuhr in beiden Kammern des doppelt wirkenden Magnetventils steuern.

Bauform von 3/2-Wege-Ventilen

3/2-Wege-Pneumatische Magnetventile gibt es in verschiedenen Bauformen und können basierend auf ihrer Funktionsweise und Stabilität kategorisiert werden.

Basierend auf der Funktionsweise

• Direkte Betätigung: Direkt betätigte Ventile verwenden nur den Elektromagneten zum Öffnen oder Schließen, ohne dass ein Druck im System erforderlich ist.
• Indirekte Betätigung: Bei indirekt betätigten Ventilen wird der Schieber nicht direkt vom Elektromagneten betätigt. Stattdessen bewegt der Systemdruck den Schieber. Dies erfordert ein zusätzliches Vorsteuerventil, ein kleines, direkt betätigtes 3/2-Wege-Ventil. Das Vorsteuerventil liefert Druckluft zu einem kleinen Luftzylinder im Inneren des Ventils, der gegen einen Kolben drückt, um den Elektromagneten zu betätigen und das Ventil zu schalten. Dies ermöglicht die Verwendung eines relativ kleinen Elektromagneten zum Schalten des Ventils.

Basierend auf der Stabilität

• Monostabile Ventile: Monostabile Ventile kehren durch Federkraft in ihre Ausgangsposition zurück. Sie haben typischerweise eine Spule.
• Bistabile Ventile: Bistabile Ventile haben an jeder Position eine Spule und werden impulsgesteuert betrieben. Sie können ihre Position ohne kontinuierliche Stromversorgung beibehalten und zwischen zwei stabilen Zuständen wechseln. Erfahren Sie mehr in unserem Artikel über bistabile Magnetventile.

Schaltfunktion des pneumatischen 3/2-Wege-Pneumatischen Magnetventils

Das 3/2-Wege-Pneumatikventil, auch als luftgesteuertes Ventil bekannt, hat drei Anschlüsse und zwei Zustände. Die Anschlüsse sind:

• Einlass (P, 1)
• Auslass (A, 2)
• Entlüftung (R, 3)

Das Ventil hat zwei Zustände: offen und geschlossen. Wenn das Ventil geöffnet ist, fließt Luft vom Einlass (P, 1) zum Auslass (A, 2). Wenn das Ventil geschlossen ist, fließt Luft vom Auslass (A, 2) zur Entlüftung (R, 3). Ein Ventil, das in seinem nicht betätigten Zustand geschlossen ist, wird als normal geschlossen (NC) bezeichnet, während eines, das in seinem nicht betätigten Zustand geöffnet ist, als normal offen (NO) bezeichnet wird.

Abbildung 2: Schaltfunktion eines monostabilen, normal geschlossenen 3/2-Wege-Ventils

Die meisten 3-Wege-Magnetventile sind monostabil und kehren in ihre Ausgangsposition zurück, wenn sie nicht betätigt werden, typischerweise unter Verwendung eines Federmechanismus. Bistabile 3/2-Pneumatische Magnetventile behalten ihre Position bei Stromausfall bei und erfordern eine separate Aktion zum Umschalten der Zustände. Daher können bistabile Ventile nicht als NC oder NO bezeichnet werden.

Zusammengefasst sind die verschiedenen Funktionen des 3/2-Wege-Ventils:

• 3/2-Wege monostabil NC
• 3/2-Wege monostabil NO
• 3/2-Wege bistabil

Die Schaltfunktionen werden durch Ventil- und Pneumatiksymbole dargestellt. Abbildung 3 zeigt die Symbole eines indirekt betätigten 3/2-Magnetventils. Erfahren Sie mehr über andere Pneumatikventilsymbole und ihre Erklärung in unserem Artikel über Ventilsymbole.

Abbildung 3: Symbole von 3/2-Wege indirekt betätigten Pneumatischen Magnetventilen, von oben nach unten: normal offen monostabil, normal geschlossen monostabil, bistabil.

Wie funktioniert ein 3/2-Wege-Pneumatisches Magnetventil?

Abbildung 4: Bauform eines elektromagnetisch betätigten 3/2-Wege-Pneumatikventils im geschlossenen (links) und offenen (rechts) Zustand: Manueller Betätiger (A), fester Kern (B), Elektromagnet (C), Anker (D), Druckstift (E), Rückstellfeder 1 (F), Schieber (G), Atmosphäre (H), Ventilausgang (I), Luftzufuhr (J), Rückstellfeder 2 (K) und Öffnung (L).

In einem elektromagnetisch betätigten 3/2-Wege-Pneumatikventil sind die Hauptkomponenten und ihre Funktionen:

• Manueller Betätiger (A): Ermöglicht die manuelle Steuerung des Ventils.
• Fester Kern (B): Bietet einen stationären magnetischen Kern für den Elektromagneten.
• Elektromagnet (C): Erzeugt ein Magnetfeld, um den Anker zu bewegen.
• Anker (D): Bewegt sich als Reaktion auf das vom Elektromagneten erzeugte Magnetfeld.
• Druckstift (E): Überträgt die Bewegung des Ankers auf den Schieber.
• Rückstellfeder 1 (F): Bringt den Anker in seine Ausgangsposition zurück, wenn der Elektromagnet nicht erregt ist.
• Schieber (G): Steuert den Luftstrom durch das Ventil.
• Atmosphäre (H): Der Entlüftungsanschluss, durch den Luft abgelassen wird.
• Ventilausgang (I): Der Anschluss, durch den das Medium das Ventil verlässt.
• Luftzufuhr (J): Der Anschluss, durch den Druckluft in das Ventil eintritt.
• Rückstellfeder 2 (K): Unterstützt die Rückführung des Schiebers in seine Ausgangsposition.
• Öffnung (L): Die Öffnung, durch die Luft innerhalb des Ventils strömt.

Anwendungen

3/2-Wege-Ventile eignen sich für verschiedene Aufgaben, einschließlich der Ansteuerung pneumatischer Antriebe, Ausblasen, Druckentlastung und Vakuumanwendungen.

Steuerung eines einfach wirkenden Zylinders

Ein einfach wirkender Zylinder hat einen pneumatischen Anschluss zum Füllen und Entleeren der Luftkammer. Der Zylinder bewegt sich in eine Richtung, wenn die Luftkammer gefüllt wird, und kehrt aufgrund der Federkraft in seine Ausgangsposition zurück. Das 3/2-Wege-Ventil füllt entweder die Luftkammer oder entlüftet sie in die Atmosphäre. Abbildung 5 zeigt einen grundlegenden pneumatischen Schaltkreis für einen einfach wirkenden Zylinder.

Abbildung 5: Schematische Darstellung eines einfach wirkenden Zylinderantriebs mit einem 3/2-Wege-Ventil

Ausblas-, Druckentlastungs- und Vakuumanwendungen

3/2-Wege-Pneumatische Magnetventile sind ideal für Ausblas-, Druckentlastungs- und Vakuumanwendungen. Extern vorgesteuerte oder direkt betätigte Ventile sind oft notwendig, da sie keine minimale Druckdifferenz benötigen. Abbildung 6 zeigt Ausblas-, Druckentlastungs- und Vakuumventilkonfigurationen.

Im Vakuumkreislauf ist die Vakuumpumpe mit Anschluss (P, 1) verbunden, und der atmosphärische Druck ist mit Anschluss (R, 3) verbunden. Das Vakuum wird unterbrochen, wenn Anschluss (A, 2) mit Anschluss (R, 3) verbunden wird. Der Vakuumsaugnapf hebt das Objekt an, wenn die Vakuumpumpe (verbunden mit Anschluss P, 1) eingeschaltet wird.

Abbildung 6: Von oben nach unten, Konfigurationen für extern vorgesteuerte: Ausblas-, Druckentlastungs- und Vakuumanwendungen.

Abbildung 7: Ventilsymbol eines 3/2-Wege-Ventils für eine Vakuumanwendung: Vakuumfilter (A), Vakuumsaugnapf (B), Filter mit Abscheider, manuelle Entleerung (C), Vakuumpumpe (D)

Vielseitigkeit und Umweltaspekte

Mit einem NAMUR-Gehäuse kann das Ventil direkt an einem Antrieb montiert werden, der ebenfalls dem NAMUR-Standard entspricht. Verteiler können verwendet werden, um Platz zu sparen und Ventile zu gruppieren. Mehrere 3/2-Wege-Ventile können in einen Verteiler eingebaut werden, und es ist möglich, Ventiltypen zu mischen, wie z.B. die Montage eines 5/2-Wege-Ventils neben einem 3/2-Wege-Ventil. Die Kombinationen hängen von der Art und Bauform des Verteilers ab.

Umweltaspekte sind in pneumatischen Systemen von entscheidender Bedeutung. Ventile und Dichtungen müssen korrosionsbeständig sein, wenn sie aggressiven Substanzen ausgesetzt sind. Spezielle Ventile sind für Reinraumbereiche, ATEX-Umgebungen und die Lebensmittelindustrie erhältlich.

Ein 5/2-Wege-Ventil kann als 3/2-Wege-Ventil fungieren, indem nur ein Einlass und der entsprechende Auslassanschluss verwendet werden. Zusätzlich kann die Funktion eines 3/2-Wege-Ventils mit zwei 2/2-Wege-Ventilen nachgeahmt werden.

FAQs

Wie funktioniert ein 3-Wege-2-Positions-Ventil?

Ein 3-Wege-2-Positions-Ventil hat drei Anschlüsse und zwei Positionen. Es leitet den Fluss zwischen zwei der drei Anschlüsse in jeder Position, was die Steuerung der Flüssigkeitsrichtung ermöglicht, typischerweise für das Verteilen oder Mischen von Strömen verwendet wird.

Was ist der Unterschied zwischen einem 2-Wege- und einem 3-Wege-Ventil?

Ein 2-Wege-Ventil ist jede Art von Ventil mit zwei Anschlüssen: einem Einlass- und einem Auslassanschluss. Ein 3-Wege-Ventil hat drei Anschlüsse im Ventilkörper, die als Einlass, Auslass und Entlüftung verwendet werden.