Die Einheit des Druckes im SI Einheitensystem lautet Pascal (1 Pa). Da diese Einheit hohe Zahlenwerte ergeben würde wird der Druck oft auch in bar angegeben. Für die Einheiten ergeben sich folgende Umrechnungsfaktoren:

1 Pa = 1 N/m²

1 bar = 10⁵ Pa = 1 kp/cm²

Die Einheitenangabe bei Orsta Hydraulikprodukten lautet oftmals noch in Pascal. Heutzutage werden für hydraulische Komponenten Nenndrücke in bar angegeben. Die Umrechnung zur Angabe auf unserer Website im Vergleich zu heutigen Systemen ist mit dem Multiplikator 10 einfach auszuführen.

Wenn Sie zum Beispiel eine Hydraulikpumpe mit einem Nenndruck von 320 bar benötigen, so ist dies gleichbedeutend mit einer 32 MPa Pumpe.

Die Angabe in Megapascal (10⁶ Pa) muss also nur mit 10 multipliziert werden, um den nötigen Druck in bar zu erhalten:

• 16 MPa = 160 bar
• 32 MPa = 320 bar
• 40 MPa = 400 bar
• …

Was ist ein 2-Wege-Ventil?

Was ist ein 2/2, 3/2, 4/2 oder 5/2 Wegeventil?

Wo werden Wegeventile eingesetzt?

Ventile mit 2+ Wegen bezeichnet man als Wegeventil.

Ich werde versuchen, Dir in diesem Beitrag eine einfache Erklärung zu geben. Denn Wegeventile sind nicht so schwierig, wie es sich vielleicht manchmal anhört.

Wo werden Wegeventile eingesetzt?

Entgegen meiner Vorstellung, die ich vorher hatte, findet man Wegeventile an vielen Stellen im Leben. Ob im Haushalt bei der Heizung oder der Dusche, im Garten bei der Bewässerung, in hydraulischen oder pneumatischen Anlagen oder im Auto.

Wegeventile werden an vielen Orten eingesetzt.

Und Du wirst nun auch darauf achten, wo das ist.

Wie erkennst Du ein Wegeventil – die Funktion solcher Ventile

Der Name Wegeventil bezeichnet einfach nur ein Ventil, was mehrere Wege schließen oder öffnen kann. Das Ventil kann manuell, elektronisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt werden. Dabei kommen zum Beispiel verschiedene Stelleinheiten zur Anwendung.

Einfachste Beispiele sind dazu zum Beispiel ein Gardena Y-Verteiler für die Gartenbewässerung oder einige Duscharmaturen in Deiner Dusche, die den Weg für das Wasser entweder auf die Handbrause oder auf die Kopfbrause oder die Badewanne frei schaltet.

Natürlich spreche ich dann von Wegeventilen im weitesten Sinne. Einfach nur dadurch, dass man mit dem Ventil verschiedene Wege der Flüssigkeit oder des Gases steuern kann.

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Die Funktion oder Aufgabe solcher Wegeventile ist es also, dem Fluid (der Flüssigkeit oder des Gases) Querschnitte innerhalb des Ventils freizugeben oder zu sperren.

In vielen privaten Bereichen findest Du solche Ventile. Aber ein großer Einsatzbereich ist auch die Schaltung von hydraulischen oder pneumatischen Anlagen.

Welche Arten und Wirkprinzipien von Wegeventilen gibt es?

Wegeventile teilt man in Sitzventile und die besser bekannten Schieberventile. Zu den Schieberventilen gehören auch die zumeist verwendeten Längsschieber, besonders Kolbenlängsschieberventile.

Wo werden Wegeventile eingebaut?

Stell Dir vor, Du brauchst für jeden Verbraucher im Garten, also Gartenschlauch, Microdrip Heckenbewässerung, die Gartendusche, den Poolzulauf oder den Hochdruckreiniger einen Außenwasserhahn.

Das würde Dir ganz schön viel Platz weg nehmen, oder?

Wegeventile kommen zwischen dem sogenannten Druckstromerzeugern (hier Dein Wasserhahn – naja das stimmt auch nicht ganz, denn der Wasserhahn ist nur ein Absperrventil – der Druck wird irgendwo im Wasserwerk erzeugt) und den Druckstromverbrauchern (hier zum Beispiel der Gartenschlauch) zur Anwendung. Sie werden dort eingebaut, wo es Sinn macht, mehrere Verbraucher mit einem Erzeuger zu kombinieren.

Die Anwendung in der Hydraulik und Pneumatik

Einführung in hydraulische und pneumatische Wegeventile

Als Druckstromerzeuger kommen in der Hydraulik zum Beispiel Pumpen und in der Hydraulik Kompressoren zum Einsatz. Damit wird der Druck im hydraulischen oder pneumatischen System erzeugt.

Wenn Du diesen Druck über das Fluid (Hydrauliköl oder Druckluft) nun direkt zum Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder oder Hydraulikmotor leitest, dann werden diese dauerhaft betrieben.

Das ist aber nicht so gewünscht. Daher findet man in fast allen hydraulischen und pneumatischen Systemen Wegeventile. Diese sperren den Querschnitt innerhalb des Ventils oder geben diesen frei. So werden die Druckstromverbraucher betrieben, ausgeschaltet oder umgeschaltet.

Die Ventile können manuell oder automatisch betätigt werden. Man spricht von sogenannten Stelleinheiten.

Eine häufige Anwendung sind elektromagnetisch gesteuerte Ventile. Aber auch die Betätigung per Handhebel ist eine weit verbreitete Anwendungsart.

Aber egal, welche Art der Steuerung genutzt wird. Der Sinn dieser Steuerung ist immer, dass von einer Stellung in eine andere gewechselt wird.

Wie sind Wegeventile aufgebaut? Die Steuereinheit als Herzstück.

Da es in der Hydraulik und Pneumatik hauptsächlich zum Einsatz der sogenannten Schieberventile – Kolbenlängsschieberventile – kommt, möchte ich auf diesen Aufbau Bezug nehmen.

Grundsätzlich besteht ein 2- oder 3- oder 4 Wegeventil immer aus einer sogenannten Steuereinheit. Wie der Name schon sagt, verbirgt sich dahinter der Körper, in denen der Fluss des Fluids gesteuert wird.

Je nachdem, welche Steuereinheiten an x- und y-Seite (bei Bosch Ventilen werden diese a- und b-Seite genannt), wird der Kolbenlängsschieber im Ventil auf eine Position gestellt. Je nach Ventilausführung sperrt oder gibt der Schieber dann den Querschnitt zwischen den Anschlüssen A und B (Verbraucheranschlüsse), dem Anschluss P (Druckanschluss) und/oder dem Anschluss T (Ablaufanschluss) frei, verbindet diese oder verschließt diese.

Darstellung und Bezeichnung von Wegen und Schaltstellungen

Damit wäre ich bei der Frage angekommen:

Was bedeutet denn nun die Bezeichnung 2/2, 3/2, 5/2 oder 4/3 bei pneumatischen oder hydraulischen Wegeventilen?

Die Bezeichnung setzt sich ganz einfach zusammen:

1. die Ziffer vor dem „Slash“ / gibt an, wie viele Anschlüsse das Ventil hat
2. die Ziffer nach dem „Slash“ / gibt an, wie viele Schaltstellungen verfügbar sind.

Beispiele gibt es dafür leider so viele, dass ich Dir diese hier nicht alle zeigen kann. Trotzdem möchte ich kurz auf die Bezeichnung und die Schaltbilder eingehen.

Jede Ventilstellung, die bei einem Wegeventil möglich ist, wird mit einem Kästchen dargestellt. In jedem dieser Kästchen werden alle wirksamen Verbindungen eingezeichnet. Die Anschlüsse der Wegeventile werden im Schaltplan immer an das Kästchen herangeführt, das aktiv ist, wenn sich das Wegeventil im Ruhezustand bzw. bei stromlos geschalteten elektromagnetischen Stelleinheiten befindet.

2/2 Wegeventil in der Hydraulik oder Pneumatik

Eine typische Standardanwendung von Wegeventilen siehst Du im Beispielbild links.

Die Anschlüsse sind an die Sperrstellung des 2/2 Wegeventiles herangeführt. Dies bedeutet, dass der Fluidstrom in Ruhestellung des Wegeventils gesperrt ist.

Betätigt man das Wegeventil mittels einer Stelleinrichtung (z.B. mechanischer Handhebel, elektromagnetische Stelleinrichtung), dann wird das rechte Kästchen aktiviert und dem Fluidstrom wird der physische Querschnitt freigegeben.

Stelleinrichtungen werden in Schaltplänen noch neben das zu aktivierende Kästchen gezeichnet. Die Bezeichnung 2/2 Wegeventil ergibt sich aus der Anzahl an Anschlüssen des Wegeventils, welche als erste Ziffer benannt werden sowie den Schaltstellungen des Wegeventils. Diese werden nach dem Slash bzw. Bindestrich aufgeführt.

Übrigens ist es egal, ob die Anwendung in der Hydraulik oder Pneumatik ist. Die Schaltbilder sind gleich.

4/3 Wegeventil in der Hydraulik oder Pneumatik

Hier siehst Du einige Beispiele für 4/3 Wegeventile.

Die Bezeichnung kommt wieder daher, dass es 4 Anschlüsse und 3 Schaltstellungen gibt. Also ist es ein 4/3 Wegeventil.

In der Hydraulik und Pneumatik werden diese Ventile sehr häufig elektromagnetisch geschalten.

Das bedeutet, dass die Ruhestellung die Stellung in der Mitte ist. An beiden Seiten wird eine elektromagnetische Stelleinheit montiert.

Je nachdem, welches Magnet angesteuert wird, wird der innenliegende Längsschieber in die entgegengesetzte Richtung gedrückt. Steuert man also das rechte Magnet an (Y-Seite bei Orsta Hydraulik oder Seite b bei Bosch), dann erreicht man im Ventil die linke Stellung, steuert man den linken Magneten an (X-Seite bei Orsta Hydraulik oder Seite a bei Bosch), dann wird die rechte Stellung aktiv.

Häufig werden die Ventile in der Hydraulik oder Pneumatik so angewendet, dass es eine sogenannte Federrückstellung gibt. Das bedeutet: wird der Magnet nicht mehr angesteuert, dann bewegt die Feder den Kolben im Inneren auf die mittlere Ruhestellung zurück.

Welche Arten von Stelleinheiten gibt es?

Bei Orsta Hydraulik in der TGL 26223/60 sind 5 unterschiedliche Arten von Stelleinheiten benannt.

1. mechanische Stelleinheiten
2. Stelleinheiten für Federrückstellung oder Rastung
3. hydraulische Stelleinheiten
4. pneumatische Stelleinheiten
5. elektromagnetische Stelleinheiten

Stelleinheiten werden je nach Art und der zukünftigen Aufgabe des Wegeventils auf der x-Seite oder y-Seite oder an beiden Seiten montiert.

Je nach eingesetztem Druckstromverbraucher in Hydrauliksystemen wird eine andere Filterfeinheit gefordert. Folgende Liste zeigt empfohlene Filterfeinheiten:

• Hydraulikzylinder und hydraulische Zahnradsysteme: <=63µm Filterfeinheit
• Axialkolbensysteme und Radialkolbensysteme: <=25µm Filterfeinheit
• Proportionaltechnik inkl. Proportionalwegeventilen: <=10µm Filterfeinheit
• Servoventile: <=10µm Filterfeinheit

Die Filterfeinheit gibt an, wie groß Partikel in der Hydraulikflüssigkeit maximal sein dürfen. Der Rest wird von dem Filter, insofern er nicht verschmutzt ist, herausgefiltert. Hydraulikfilter sind mit austauschbaren Filterelementen bzw. Filterpatronen ausgestattet.

Für das Material von Hydraulikfiltern gibt es verschiedene Möglichkeiten:

• Papierfilter
• Metallgewebefilter
• Sinterbronze
• Vließmaterial
• Kunststoffgewebe

Anordnung und Arten von Filtern

Es gibt in Hydrauliksystemen verschiedene Arten der Filterung. Je nach Anordnung des Hydraulikfilters muß Filterfeinheit und Ausführung des Filters inkl. Filtergehäuse beachtet werden. Als Beispiel haben wir mit Microsoft Visio einen kleinen Hydraulikschaltplan entworfen, um an diesem Beispiel die Arten von Hydraulikfiltern näher zu erläutern.

Hydraulikfilter 1 – Filter in der Saugleitung

Filter in der Saugleitung vermindern die Druckdifferenz über der Pumpe. Daher können hier nur Grobfilter eingesetzt werden. Der Einsatz erfolgt in Leichtbauweise von Hydraulikfiltern.

Hydraulikfilter 2 – Filter in der Druckleitung

In der Druckleitung kann man einen Feinfilter einsetzen, wenn es der Druckstromverbraucher erfordert. Hier ist die Druckdifferenz nicht kritisch, da die Pumpe einen konstanten Druck in der Druckleitung anlegt. Zu beachten ist aber, dass durch enorm hohe Drücke keine Leichtbauweise eines Filters eingebaut werden sollte. Hierzu gibt es in der Praxis direkt Hydraulikfilter für den Einbau in Druckleitungen, welche stabiler sind.

Hydraulikfilter 3 – Filter in der Rücklaufleitung

In der Rücklaufleitung ist weder der Druck für die Filter noch die Druckdifferenz kritisch. In der Rücklaufleitung kann also auch mit Feinfiltern in Leichtbauweise gearbeitet werden.

Hydraulik wird im Bereich der Informationsnutzung (besonders Antriebstechnik) genutzt. Dabei unterscheidet man einerseits hydrostatische Antriebe, bei denen Drücke auf Flächen wirken und dadurch Kräfte bzw. Momente erzeugen. Beispiel hierfür wäre ein Hydraulikzylinder. Auf der anderen Seite stehen die hydrodynamischen Antriebe, bei denen eine Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit auf eine Fläche (z.B. Turbine) strömt und dadurch eine Kraft bzw. ein Moment erzeugt. In der Praxis sind ca. 90-95% aller hydraulischen Antriebe hydrostatische Antriebe. Aufgrund dieser hohen Anwendung von hydrostatischen Antrieben, wird im Folgenden nur näher auf diese hydraulischen Antriebe eingegangen.

Hydraulik: Eigenschaften von hydrostatischen Antrieben

Vorteile der Hydraulik:

• einfache Realisierung geradliniger Bewegungen mit großen Kräften
• große Drehmomente ohne zusätzliche Getriebe
• Kräfte und Momente stehen bereits aus dem Stillstand in voller Höhe zur Verfügung
• trotz großer Kräfte und Momente nur geringes Bauvolumen
• geringe Eigenmasse
• fast alle Elemente sind elektronisch ansteuerbar
• umfangreiche internationale Normung, d.h. z.B. Austauschbarkeit von Wegeventilen

Nachteile der Hydraulik:

• für stationäre Anlagen sind zusätzliche Hilfsenergiequellen notwendig
• zusätzliche Energieverluste durch mehrfache Energieumwandlung
  (Elektromotor -> Hydraulikpumpe -> Hydraulikmotor / Zylinder)
• viele Wirkprinzipien der Hydraulik beruhen auf Widerständen (Verlustleistung durch entstehende Wärme)
• aufwendige Rohrverbindungen, die absolut dicht sein müssen
• Produktverschmutzung durch Lecköl

Anwendung der Hydraulik:

• Maschinenbau (Umformmaschinen, Spanneinrichtungen, Hauptantriebe von Flächenschleifmaschinen)
• Baumaschinen (Hydraulik in Baggern, Kränen, Ladeeinrichtungen)
• Kfz-Technik (Bremsen, Servolenkunegn, Automatikgetriebe)
• Qualitätssicherung und Prüftechnik (Materialprüfmaschinen, Schwingfestigkeitsprüfung)
• Landtechnik (Pflugtiefenregelung, Erntemaschinen)
• Flugzeugtechnik (Ruderantriebe, Fahrwerke)