Was ist ein Magnetventil (elektrisch betätigtes Ventil)?
Was ist ein Magnetventil (elektrisch betätigtes Ventil)?
Ein Magnetventil, auch als elektrisch betätigtes Ventil bekannt, wird mit elektromagnetischer Kraft betätigt.
Elektrisch betätigte Ventile werden als Magnetventile oder elektrisch vorgesteuerte Ventile bezeichnet und werden entweder direkt oder indirekt betätigt. Wenn ein elektrischer Strom durch die Magnetspule fließt, wird ein Magnetfeld erzeugt, das den Kolbenschieber in Bewegung setzt. Dies ist der grundlegende Prozess, der das Ventil betätigt (öffnet oder schießt).
Ventile können verschiedene Ruhestellungen haben, wie die Sperr-Nullstellung (NC) und die Durchfluss-Nullstellung (NO):
NO "Normally Open": Die Bezeichnung NO und steht für "Normally Open" - im Ausgangszustand befindet sich das Ventil in der Durchfluss-Nullstellung. Es strömt Druckluft in die unbetätigte Ruhestellung.
NC "Normally Closed": Die Bezeichnung NC stammt aus dem Englischen und steht für "Normally Closed" - im Ausgangszustand befindet sich das Ventil in der Sperr-Nullstellung. Es strömt keine Druckluft.
Warum ein Magnetventil verwenden?
Magnetventile machen die manuelle oder pneumatische Ansteuerung eines pneumatischen Systems überflüssig und benötigen zum Betätigen nur ein elektrisches Signal (und Druckluft bei pneumatisch vorgesteuerten Ventilen), wodurch sie einfach zu programmieren und in einer Vielzahl von Anwendungen einsetzbar sind.
Unterschiedliche Arten von Magnetventilen
Es gibt unterschiedliche Arten von Magnetventilen. Man unterscheidet zwischen direkt und indirekt betätigten Magnetventilen. Indirekt betätigte Magnetventile werden wiederum in intern oder extern vorgesteuerte Magnetventile unterteilt.
Direkt betätigte Magnetventile
Bei direkt betätigten Magnetventilen muss die vom Magneten erzeugte Kraft größer sein als die von der Druckluft ausgeübte Kraft. Sie benötigen keinen Druck, um zu funktionieren, und sind deshalb für Vakuumapplikationen geeignet.
Bei direkt betätigten NC-Magnetventilen (Sperr-Nullstellung) ist das Ventil geschlossen. Die Feder drückt den Schieber gegen den Ventilsitz in die geschlossene Position (Abbildung 1). Wenn der Magnet bestromt wird, hebt sich der Schieber durch das Magnetfeld an. Der Schieber öffnet und Druckluft kann strömen (Abbildung 2).
Bei einem direkt betätigten NO-Magnetventilen (Durchfluss-Nullstellung) geschieht das Gegenteil - im nicht bestromten Zustand hält die Feder den Schieber offen. Direkt betätigte Magnetventile werden nur begrenzt eingesetzt und kommen in etwa 10 % aller Anwendungen vor. Der Grund dafür ist der geringere Durchfluss und die hohe Leistungsaufnahme verglichen mit indirekt betätigten Magnetventilen.
Indirekt betätigte Magnetventile (Interne Steuerluftversorgung)
Im Gegensatz zu direkt betätigten Magnetventilen arbeiten intern vorgesteuerte (indirekt betätigte) Magnetventile mit dem Systemdruck und nicht gegen ihn.
Bei intern vorgesteuerten Magnetventilen verschließt der Vorsteuermagnet eine kleinere Bohrung/Öffnung zwischen der Leitung und einem Hohlraum hinter dem Kolbenschieber. Wenn dieser geöffnet wird, drückt der Druck den Kolbenschieber durch und öffnet das Ventil. Da der Vorsteuermagnet eine viel kleinere Bohrung ansteuert, benötigt er im Vergleich zu einem direktbetätigten Magnetventil viel weniger Energie/Kraft, um sich zu bewegen.
Externe Steuerluftversorgung
Extern vorgesteuerte Magnetventile funktionieren ähnlich wie intern vorgesteuerte Magnetventile, verwenden jedoch Luft aus einer externen Quelle und nicht den Versorgungsdruck des Ventils selbst. Diese externe Luftquelle wird in einen zusätzlichen Anschluss am Ventil eingespeist. Extern vorgesteuerte Magnetventile werden typischerweise bei niedrigem Druck, Vakuum oder alternativen Anschlüssen verwendet.
Wie wird ein Magnetventil gesteuert / betätigt?
Im einfachsten Fall können Magnetventile über einen elektrischen Schalter betätigt werden, welcher manuell betätigt wird. In den meisten Fällen erfolgt dies jedoch über eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung). So können applikationsbedingt Abfolgen in Abhängigkeiten anderer Signale programmiert werden.