Proportionalventile Hydraulik - Für jedes Problem eine Lösung

Ein Hydraulik-Proportionalventil ist ein Ventil, das mit Hilfe eines Proportionalmagneten (oder Servos) sowohl direkte Schaltstellungen als auch einen stufenlosen Übergang zwischen ihnen ermöglicht.

Sie eignen sich besonders für Anwendungen mit wechselnden Volumenströmen und Drücken. Da Proportionalventile eine dynamische Änderung der Durchflussmenge ermöglichen, werden sie eingesetzt, wenn die genaue Menge der benötigten Flüssigkeit nicht im Voraus bekannt ist. Das gleiche gilt für wechselnde Druckverhältnisse.

Hydraulik Proportionalventile verschiedener Bauarten

Worin unterscheiden sich Proportional- und Servoventile in der Hydraulik?

Proportionalventile Hydraulik sind bei verminderten Anforderungen an Ihre Genauigkeit robuster als Servoventile. Außerdem sind Proportionalventile wesentlich günstiger. Die elektrische Ansteuerung ist einfacher realisierbar, weiterhin haben Proportionalventile das gleiche Anschlussbild wie klassische Wegeventile (CETOP), des Weiteren sind Hydraulik-Proportionalventile auch als Einschraubventile für Zwischenplatten, Abschlussplatten und Rohrleitungsgehäuse verfügbar. Mithilfe eines Hydrauliksteuerblocks kann man verschiedenste Applikationen individuell und effektiv realisieren.

Funktion des Proportionalventils – hubgeregelter Magnet

Bei Proportionalventilen werden in der Hydraulik hauptsächlich hubgeregelte Magnete eingesetzt. Dabei wird die Lage des Ankers durch einen geschlossenen Regelkreis geregelt und unabhängig von der Gegenkraft gehalten. Voraussetzung ist, dass die Gegenkraft im zulässigen Arbeitsbereich des Magneten liegt.

Mit hubgeregelten Magneten können die Kolben von Wege-und Drosselventilen direkt betätigt und in jede beliebige Lage gesteuert werden. Bei Druckventilen kann die Feder vorgespannt und somit der Druck elektrisch eingestellt werden.

Hydraulik Proportionalventil – einfache Ansteuerung

Die Ansteuerung von hydraulischen Proportionalventilen erfolgt durch eine Ansteuerelektronik. Unsere Regelmodule von WEST-Elektronik sind so konzipiert, dass eine einfache Parametrierung ohne Programmierkenntnisse erfolgen kann.

Mit Hilfe unserer Regelmodule können Hydraulik Proportional-Wegeventile, Stromregelventile und Druckregelventile angesteuert werden.

Beispielregelkreis proportionale Ansteuerung Hydraulikzylinder

Beispielregelkreis zur proportionalen Ansteuerung von Hydraulikventilen.

Bauarten von Proportionalventilen in der Hydraulik

Druck-Proportionalventile | Hydraulik

Druck-Proportionalventile ermöglichen die Einstellung beliebig vieler Drücke durch elektrische Vorwahl. Bei Druckventilen bewirkt das elektrische Eingangssignal eine proportionale Auslenkung des Magnetankers und spannt die Druckfeder vor. Dadurch wird eine Änderung der Druckeinstellung erreicht.

Der Druck wird im Normalfall von einem Drucksensor/Drucktransmitter erfasst und zur Regelelektronik zurück geführt. Diese sorgt dafür, dass der Magnet die vorgewählte Position anfährt und beibehält.

Es gibt sowohl Proportionale Druckregelventile als auch Proportionale Druckbegrenzungsventile.

Wege-Proportionalventile | Hydraulik

Wege-Proportionalventile ermöglichen die Richtungs- und Geschwindigkeitsänderung von Hydraulikzylindern und Hydromotoren. Dabei ist der Steuerkolbenhub proportional dem elektrischen Eingangssignal. Grundsätzlich sind hydraulische Wege-Proportionalventile eine Weiterenntwicklung eines herkömmlichen 4/3-Wege-, 4/2 Wege-Schaltventils (Schwarz/Weiß-Ventil). Das Ventil wird mit hubgeregelten Proportionalmagneten geregelt. Der Ankerstößel wirkt direkt auf den federzentrierten Ventilschieber.

Die stetige Positionierung des Ventilschiebers erfolgt in einem elektrischen Regelkreis. Der Magnetanker ist mit dem Ventilkolben verbunden. Die Lage des Schiebers wird von einem induktiven Wegaufnehmer erfasst und zur Regelelektronik zurückgeführt, alternativ kann das auch durch einen Drucksensor oder Volumenstromsensor erfolgen. Durch das elektrische Eingangssignal wird der Ventilschieber in der vorbestimmten Lage gehalten.

Proportionale Wegeventile sind in vielen Ausführungen erhältlich z.B.: 4/2- und 4/3 Wegeventile, 2/2 und 3/2 Wegeventile und vieles mehr.

Proportionale Stromregelventile | Hydraulik

Bei einem 2-Wege oder einem 3-Wege Stromregelventil wird der Proportionalmagnet verwendet, um eine Drossel durch ein elektrisches Signal zu verstellen. Bei Proportional-Stromregelventilen wirkt der hubgeregelte Magnet direkt auf das Drosselelement. Durch eine integrierte Druckwaage wird der eingestellte Wert auch bei wechselnden Lastverhältnissen nahezu konstant gehalten. Durch verschiedene Regelbereiche ist eine exakte Anpassung an die Anwendung möglich.

Typische Anwendungen liegen in der Drehzahlverstellung von Hydromotoren und in der stufenlosen Einstellung von Verfahrgeschwindigkeiten von Zylindern. Weitere Applikationen lassen sich individuell realisieren.

Proportionale Drosselventile | Hydraulik

Ein Proportional Drosselventil verändert durch Stromanpassung des Proportionalmagneten den Öffnungsquerschnitt im Ventil. Ähnlich also wie bei einem mechanischen Drosselventil durch Verstellung der Drosselschraube.

Es stehen meist unterschiedliche Öffnungsquerschnitte zur Verfügung, so lassen sich große Volumenstrome als auch kleine Volumenströme präzise regeln. Wichtig bei dieser Art von Proportional Drosselventilen ist die Anforderung an die Auflösung, diese bestimmt wie „fein“ der Volumenstrom eingestellt werden kann.

Beispiele von Proportionalventilen in der Hydraulik

Proportional 3/4-Wegeventil

Proportional Druckregelventil PPD-11A, Zwischenplatte (WINNER HYDRAULICS), Leistungsverstärker PAM-190-P-I, Druckregelmodul MDR-133-U (WEST Elektronik).

Proportional Druckregelventil in Zwischenplatte mit Leistungsverstärker (PAM-190-P) und Druckregelmodul (MDR-133)

Proportional Stromregelventil im Rohrleistungsgehäuse

Proportional Druckbegrenzungsventil (Einschraubventil)

Proportional Drossel (Einschraubventil)

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