Vacuum Technology Book, Volume II

3.6.1 Ansteuerung von Ventilen

Die Art und Weise, wie Ventile betätigt werden, ist vielfältig. Ventile mit kleinen Nennweiten können rein elektromagnetisch über Elektromagnete bzw. Spulen geöffnet werden. Sie schließen üblicherweise mit Federkraft. Bei größeren Ventilen sind die benötigten Spulen recht groß und erzeugen viel Wärme. Über eine eingebaute Steuerelektronik lässt sich hier nach dem Öffnen der Magnetstrom auf einen niedrigeren Haltestrom reduzieren, um das Überhitzen des Antriebs zu verhindern. Dennoch werden selten Ventile für Nennweiten größer DN 40 elektromagnetisch angetrieben.

Bei einem pneumatisch betriebenen Ventil wird Druckluft zur Betätigung genutzt. Der benötigte Steuerdruck liegt häufig im Bereich 0,4 bis 0,8 MPa. Dabei überträgt ein Druckluftzylinder seine Bewegung auf den Ventilteller. Wird eine Richtung mit Druckluft betrieben und die Gegenrichtung mit einer Feder zurückgestellt, nennt man den Antrieb „pneumatisch einfach wirkend“. Wird für beide Richtungen Druckluft benötigt, nennt man ihn „pneumatisch doppelt wirkend“. Befindet sich ein elektromagnetisches Steuerventil zum Ein- und Auslass der Druckluft direkt am pneumatischen Antriebskopf, liegt ein elektropneumatischer Antrieb vor. Hier muss Druckluft aufgelegt und zum Schalten das Steuerventil mit seiner Steuerspannung (häufig 24 V DC) angesteuert werden. Bei einem rein pneumatischen Antrieb wird üblicherweise ebenfalls ein elektromagnetisches Ventil zur Steuerung der Druckluft verwendet. Nur liegt es hier z. B. im Schaltschrank oder, wenn viele Ventile geschaltet werden, auf einer sogenannten Ventilinsel, die die jeweiligen Steuerventile beherbergt. Bei einem Ausfall der Steuerung ist es häufig vorteilhaft, wenn die Ventile mit Rückstellfedern in eine definierte Ventilstellung fallen. Man unterscheidet hier zwischen den Ausführungen „stromlos geschlossen“ und „stromlos offen“, wobei der Standard die geschlossene Stellung ist. Außerdem können Ventile über Elektromotoren betrieben werden. Hier sind auch Zwischenstellungen möglich, wenn die Ventilkonstruktion dies zulässt.

Die meisten Ventile haben zur Anzeige der Ventilstellung „Auf/Zu“ optische Stellungsanzeiger. Für automatisierte Prozesse ist es sinnvoll oder sogar notwendig, eine Rückmeldung über die tatsächliche Ventilstellung zu erhalten, die unabhängig vom eingestellten Schaltzustand ist. Hierzu werden Ventile mit Stellungsgeber ausgerüstet, die direkt die Lage des Ventiltellers wiedergeben. Fehlfunktionen wie ein Ausfall der Druckluft oder die Fehlfunktion des Steuerventils werden hierdurch aufgezeigt.

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