Steuerventile, Wegeventile

Typen und Bauformen von Steuer- und Wegeventilen

Steuerventile unterscheiden sich generell in ihrer Funktionsweise, Konstruktion und den für sie typischen Anwendungsbereichen. Das gilt auch für Wegeventile. Wichtigste Konstruktionsmerkmale sind die Anzahl der Anschlüsse, die Betätigungsart und die Bauform.

2-Wege-Ventile verfügen über einen Ein- und einen Ausgang. Mit ihnen lässt sich der Fluss des Mediums starten oder stoppen.

Mit 3-Wege-Ventilen ist Umschalten zwischen zwei Kreisläufen möglich, häufig zur Entlastung eines Kreislaufs.

Mit ihren vier Anschlüssen sind 4-Wege-Ventile oft in Systemen zu finden, die eine Umkehrung der Bewegungsrichtung benötigen, dazu gehören beispielsweise doppeltwirkenden Pneumatik-Zylinder.

5-Wege-Ventile ähneln 4-Wege-Ventilen, sie verfügen aber über einen zusätzlichen Anschluss für erweiterte Steuerungsoptionen.

Hinsichtlich der Betätigungsart erfolgt bei manuell betätigten Ventilen die Steuerung über Hebel, Knöpfen oder Pedalen. Mechanische Ventile lassen sich durch eine mechanische Bewegung oder Kraft wie Federn oder Rollen aktivieren. Elektrisch betätigte Ventile nutzen dagegen elektromagnetische Zylinderspulen während Pneumatik- beziehungsweise Hydraulik-Typen dazu Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung verwenden.

Bei der Bauform lassen sich vier Varianten unterscheiden: Schieberventile, Sitzventile, Kugelhahnventile und Membranventile.

Schieberventile verwenden einen beweglichen Kolben, den Schieber, der in verschiedenen Positionen Durchflusswege öffnet oder schließt. Steuerventile mit Schieber sind für ihre Vielseitigkeit bekannt, es gibt sie in einer Vielzahl von Konfigurationen.

Sitzventile wie das populäre Schrägsitzventil verdanken ihre Bezeichnung dem Ventilsitz, gegen den ein Ventilelement gepresst wird. Es blockiert den Durchfluss des Mediums oder gibt ihn frei. Sie bieten eine gute Abdichtung und sind besonders für Anwendungen mit hohen Drücken geeignet.

Kugelhahnventile verwenden eine Kugel mit einem Durchgangsloch. Ist das Loch mit den Anschlüssen ausgerichtet, kann das Medium fließen, bei Drehung wird der Fluss blockiert. Kugelhahnventile sind einfach zu bedienen und bieten eine schnelle Umstellung zwischen offenen und geschlossenen Zuständen.

Membranventile steuern den Fluss durch eine flexible Membran. Zur Unterbrechung wird sie gegen einen Sitz gedrückt. Sie sind besonders nützlich für schmutzige Medien oder solche mit Feststoffen.

Neben den oben genannten Steuerventilen gibt es noch weitere spezielle Bauformen, in erster Linie für die präzise Steuerung in der industriellen Automatisierung. Hierzu gehören zum Beispiel Proportional- und Servoventile. Eine besondere Rolle kommt aber den sogenannten 3/2-Wegeventilen zu.

Es handelt sich dabei um ein Wegeventil, das üblicherweise in Druckluft- aber auch in hydraulischen Systemen verwendet wird. Seine Bezeichnung steht für die Anzahl der Anschlüsse und die möglichen Schaltstellungen: Das 3/2-Wegeventil besitzt drei Anschlüsse und zwei Stellungen. Es spielt eine entscheidende Rolle in der Steuerung von Systemen. Diese Ventilform ermöglicht die Bewegung oder Steuerung von Aktoren, in der Regel in Sicherheits- oder Steuerkreisen.

Das 3/2-Wegeventil verfügt über einen Port für die Versorgungsleitung, zum Beispiel für Druckluft, einen Port für die Steuerleitung zu einem Aktor und einen Port für die Entlüftungsleitung. Letzterer ermöglicht den Austritt oder die Rückführung des Mediums. In der ersten Stellung kann das 3/2-Wegeventil beispielsweise den Druckanschluss mit dem Arbeitsanschluss verbinden, während der Rücklaufanschluss geschlossen ist. Das Medium fließt hier direkt zum Aktor. In der zweiten Stellung wird der Druckanschluss geschlossen oder mit dem Rücklaufanschluss verbunden, während der Arbeitsanschluss entweder geschlossen ist oder auch mit dem Rücklaufanschluss verbunden wird. Diese Stellung stoppt den Fluss zum Aktor und ermöglicht die Entlüftung zum Rücklauf.

3/2-Wegeventile lassen sich wie die vorgenannten Ventile auf verschiedene Weisen betätigen, darunter manuell, mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch. Die Wahl der Betätigungsart hängt von der spezifischen Anwendung und den Anforderungen des Systems ab. Typische Anwendungen sind die Steuerung einzelwirkender Zylinder. 3/2-Wegeventile lassen sich aber auch als Steuerventil in Sicherheits- und Steuerkreisen oder für pneumatische Logikschaltungen verwenden. Hier dienen sie als logische Ja/Nein- oder Ein/Aus-Entscheidungselemente. Für komplexe Anwendungen stehen neben dem 3/2-Wegeventil auch 5/2- und 5/3-Typen zur Verfügung. Sie besitzen zusätzliche Ports für Steuer- und Entlüftungsleitungen oder besitzen eine Mittelstellung.