Was ist ein mechanisches Ventil?
Mechanische Ventile sind Steuerventile, die den Luftstrom durch menschliche Kraft oder Objektberührung verändern.
Damit ein Aktuator, wie z. B. ein Pneumatikzylinder, funktionieren kann, muss der Druckluftstrom frei geschaltet werden. Bei einfachwirkenden Zylindern wird die Druckluft in Vorwärtsrichtung zugeführt, wenn sie sich vorwärts bewegt, und in Rückwärtsrichtung, wenn sie sich rückwärts bewegt, wird die Druckluft an die Atmosphäre abgegeben.
Ventile, die die Richtung des Luftstroms auf diese Weise steuern, werden als Wegeventile bezeichnet. Wegeventile können auf drei verschiedene Arten gesteuert werden: elektrisch, pneumatisch oder durch manuellen oder mechanischen Kontakt. Magnetventile werden durch elektrische Signale betätigt, während pneumatisch betätigte Ventile als (luft-)vorgesteuerte Ventile bezeichnet werden.
Ventile, die manuell betätigt werden, entweder durch Betätigung mit der Hand oder dem Fuß oder durch mechanischen Kontakt mit einem Gegenstand, z. B. einem Endschalter, sind mechanische Stellventile. Solche durch menschliche Kraft oder mechanischen Kontakt betätigten Steuerventile werden als mechanische Ventile bezeichnet, weil sie durch mechanische Wirkung betätigt werden.
Anwendungen von mechanischen Ventilen
Mechanische Ventile sind überall dort nützlich, wo Feuer streng verboten ist und Explosionsschutz erforderlich ist. Da Aktuatoren wie Pneumatikzylinder allein durch pneumatische Vorrichtungen und ohne elektrische Signale betätigt werden können, besteht keine Gefahr von elektrischen Leckagen oder Stromschlägen.
Es gibt Druckknopf-, Hebel- und Pedalausführungen, die von menschlichen Händen und Füßen betätigt werden. Sie werden nicht nur als Versorgungsabsperrventile am Eingang von Anlagen verwendet, sondern kommen vor allem in halbautomatischen Anlagen zum Einsatz. Sie können auch als Anfahrschalter für die Luftfolgesteuerung verwendet werden.
Zu den maschinenbetätigten Typen gehören Plunger- und Rollentypen. Sie werden als Schalter zur Betätigung von Zylindern oder zur Bestätigung der Werkstückposition verwendet und erzeugen Signale für die Luftfolgesteuerung.
So ist es beispielsweise möglich, den Zylinder so zu steuern, dass er automatisch stoppt, wenn die Tür geöffnet wird, oder dass er nur arbeitet, wenn die Tür geöffnet wird.
Funktionsweise der mechanischen Ventile
Mechanische Ventile geben einen Durchflussweg frei oder sperren ihn mit einem Ventil ab, wenn ein Knopf von einem menschlichen Glied oder ein Stößel von einer Tür oder einem Werkstück gedrückt wird. Dies ist das Prinzip der Veränderung des pneumatischen Durchflusses.
Es gibt drei Arten von Ventilen: Sitzventile, Schieberventile und Gleitventile. Das Sitzventil hat eine einfachere Struktur, erfordert aber mehr Kraft zur Betätigung. Dadurch ist das Ventil dichter und eignet sich z. B. für Reinstgasleitungen.
Schieber- und Gleitventile können mit relativ geringem Kraftaufwand betätigt werden, benötigen aber mehr Hübe.
Auswahl eines geeigneten mechanischen Ventils
1. Anzahl der Anschlüsse am mechanischen Ventil
Wie bei Magnetventilen muss auch bei mechanischen Ventilen die Anzahl der Anschlüsse gewählt werden.
2-Wege-Ventile
2-Wege-Ventile sperren oder kanalisieren einfach den Luftstrom. Bei einem 2-Wege-Ventil hat das Quadrat auf der linken Seite ein ↑, was bedeutet, dass Luft strömt, wenn der Druckknopf gedrückt wird. Auf der rechten Seite sind die Anschlüsse A und P nicht verbunden, sodass keine Luft strömt.
3-Wege-Ventil
Ein 3-Wege-Ventil hat einen Abluftanschluss und dient der Luftzufuhr und -abfuhr. Sie werden häufig zur Betätigung von einfachwirkenden Zylindern und zur Signalisierung von Steuerluftleitungen verwendet. Wenn die Taste gedrückt wird, strömt Luft von P nach A. Wenn die Taste losgelassen wird, wird die Luft in A aus dem Anschluss R abgelassen.
4- und 5-Wege-Ventile
4- und 5-Wege-Ventile haben die Aufgabe, Luft aus dem Anschluss P anzusaugen und sie abwechselnd in die Ausgänge A und B zu leiten und abzulassen. Es sind ein oder zwei Entlüftungsanschlüsse verfügbar.
Bei Anschluss an einen doppeltwirkenden Luftzylinder kann das Ventil in beide Richtungen gleiten.
2. Stellung des mechanischen Ventils
Je nach der Anzahl der Schaltstellungen, die das Wegeventil hat, gibt es zwei und drei Stellungen. Ist das Ventil beispielsweise so konstruiert, dass es durch „Drücken“ oder „Nichtdrücken“ eines Schalters zwischen Zustand 1 und Zustand 2 umschaltet, hat es zwei Stellungen, während ein hebelartiges manuelles Schaltventil mit einem dritten Zustand 3 drei Stellungen hat. Bei manuellen Schaltventilen mit Hebel befinden sich die Ventile mit einem dritten Zustand 3 in Stellung 3. Bei mechanischen Ventilen ist der Zustand 3 im Grunde ein geschlossenes Zentrum mit drei Stellungen, was bedeutet, dass die beiden Anschlüsse A und B verschlossen sind.
3. Funktionsweise nach Betätigung des Schalters
Ein Schalter, der durch Federkraft in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, wenn der Knopf gedrückt und dann losgelassen wird, wird als Federrücklaufsystem bezeichnet, während ein Schalter, der den gedrückten Zustand beibehält, als Rückhaltesystem bezeichnet wird. Es ist auch wichtig, bei der Auswahl die Funktion nach dem Drücken des Schalters zu berücksichtigen.
4. Sonstiges
Es gibt verschiedene andere Auswahlkriterien, wie die Größe der Anschlussöffnung und den Betriebsdruck. Aufgrund dieser verschiedenen Typen ist es wichtig, den pneumatischen Kreislauf im Voraus zu planen und vor dem Kauf zu bestimmen, welche Komponenten benötigt werden.
Weitere Informationen zu mechanischen Ventilen
Zu beachtende Punkte beim Einsatz mechanischer Ventile
Da das Ventil unter Druck durch Druckluft bewegt werden muss, ist vor allem bei Sitzventilen ein hoher Kraftaufwand erforderlich. So kann ein Gegenstand, der auf den Stößel drücken soll, in die andere Richtung zurückgeschoben werden. Überprüfen Sie die Katalogwerte, da diese angeben, wie viel Kraft aufgebracht werden muss.
Es ist wichtig, immer einen Filter im Druckluftversorgungskreislauf aller Wegeventile zu verwenden, um sicherzustellen, dass Ablagerungen und Kondensat entfernt werden. Es sollten Filter mit einer Filterfeinheit von 5 µm oder weniger gewählt werden.
Druckluft, die große Mengen an Kondensat enthält, kann auch zu Störungen in anderen pneumatischen Geräten führen, denen durch den Einbau von Nachkühlern, Lufttrocknern usw. entgegengewirkt werden kann.