Digitalventil

Allgemein

Hydraulikventil, das die Möglichkeit bietet, Druck- und Geschwindigkeitsverläufe innerhalb eines geometrisch gestuften Bereiches vorzuwählen. So werden für die Mengen- und Drucksteuerung mehrstufige Steuerblöcke verwendet. Sie bestehen für die Mengensteuerung aus parallel geschalteten Ventilen mit gestuften Öffnungsquerschnitten und für die Drucksteuerung aus in Reihe geschalteten, geometrisch gestuften Druckbegrenzungsventilen. Durch Kombination verschiedener Ventile eines Steuerblockes mit den entsprechenden Teilströmen beziehungsweise Druckbegrenzungen lassen sich die erforderlichen Volumenströme und Drücke innerhalb der vorgegebenen Abstufung präzise vorwählen. Anwendung findet die Steuerung mit Digitalventilen beispielsweise beim Gießantrieb von Druckgießmaschinen.

Steuerung des Gießantriebs und Multiplikators einer Kaltkammer-Druckgießmaschine mit Digitalventilen© GIESSEREI LEXIKON

Wählt man ein fünfstufiges Digitalventil für die Mengensteuerung, so ergeben sich 25–1 = 31 Zwischenstellungen zwischen Null und dem Maximalwert; angenommen, die Öffnungsquerschnitte der fünf parallelen Stufen sind für Volumenströme von 10, 20, 40, 80 und 160 l/min bemessen, so lassen sich Durchflussmengen von Null bis 310 l/min in Stufen von jeweils 10 l/min abrufen. Für die Drucksteuerung gilt dies analog, nur sind die Druckbegrenzungsventile hintereinander angeordnet. Die 31 Einstellmöglichkeiten bieten dabei eine breit gefächerte Auswahl, zum Beispiel für einen Maximaldruck von 125 bar eine Abstufung von 125/31 = 4 bar.

In der als Beispiel abgebildeten Gießantriebssteuerung einer Kaltkammer-Druckgießmaschine mit Digitalventilen dient als Schussventil ein Steuerblock mit einem fünfstufigen Digitalventil für die Mengenregelung mit den vorerwähnten Blendenöffnungen für 10, 20, 40, 80 und 160 l/min. Mithin sind 31 Kombinationsmöglichkeiten mit Volumenströmen von Null bis 310 l/min gegeben; sollte zum Beispiel die maximale Gießkolbengeschwindigkeit 6 m/s betragen, wäre damit eine Abstufung von 6/31 = 0,19 m/s möglich und somit eine sehr gute Feinregulierung durchführbar. Für die Multiplikatorzuschaltung wird hier ebenfalls ein fünfstufiges Digitalventil benutzt, und zwar für die Regelung der Druckaufbauzeit. Digitalventile sind während ihrer Funktionstätigkeit, hier also während des Gießzyklus, nicht verstellbar, wohl aber vor dem nächsten Zyklusstart. Eine Echtzeitregelung ist nicht möglich, dazu ist ein Stetigventil erforderlich.

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