Druckregelventil für konstanten Druck

Ein Druckregelventil ist ein hydraulisches Bauteil, welches auch bei großen Druckschwankungen in seiner Nachschaltung einen einmal eingestellten Druck konstant hält. Dabei ist es unerheblich, ob der eingehende Druck über oder unter dem ausgehendem Soll-Druck liegt. Ermöglicht wird dies durch einen integrierten Regelkreis.

Der Regelkreis im Druckregelventil

Das Regeln unterscheidet sich vom Steuern durch den permanenten Soll-Ist-Abgleich. Bei einem Regelkreis wird die geänderte Stellgröße sowohl mit dem eingehenden IST-Wert als auch mit dem eingestellten SOLL-Wert verglichen. Bei einem Steuerkreis ist kein Abgleich vorgesehen. Ein Regelkreis unterliegt stets einem Automatismus. Das bedeutet, dass das regelnde Element durch einen Aktor angetrieben wird und das eine Sensorik sowie eine Steuerelektronik die notwendigen Werte ermittelt und die erforderlichen Regelbefehle ausgibt.

Die Komponenten eines Druckregelventils

Bei Druckregelventilen bedeutet dies, dass sie stets aus folgenden Komponenten bestehen:

  • Beidseitig Druck veränderndes Ventil (sowohl drucksteigernd wie auch druckmindernd)
  • Eingangssensor
  • Ausgangssensor
  • motorische Verstellung der Druckregeleinheit
  • rechnergestützte Überwachung

An der Eingangsseite des Volumenstroms ist ein Drucksensor angebracht. Dieser misst den IST-Wert des eingehenden Drucks. Dieser Wert wird von der rechnergestützten Überwachung ausgewertet. Dem Aktor wird ein Befehl gegeben, die Druckregeleinheit zu öffnen oder zu schließen. An der Ausgangsseite des Druckregelventils ist ein weiterer Sensor angebracht, welcher den ausgehenden Druck misst. Hat der ausgehende Druck den eingestellten Wert erreicht, stoppt das Steuergerät die Bewegung des Aktors und damit die Druckveränderung.

Abgrenzung von Druckregelventilen

Ein Druckregelventil unterscheidet sich deshalb von einem Druckhaltelteventil dahingehend, da letzteres den Druck nur steigern, jedoch nicht mindern kann. Ebenso unterscheidet sich das Druckregelventil vom Druckminderventil, da dieses den Druck nur senkten, jedoch nicht steigern kann. Außerdem sind beide druck verändernden Ventile meistens manuell zu betätigende Armaturen, die über keinen internen Regelkreis verfügen.

Einsatzgrenzen von Druckregelventilen

Trotz ihrer Fähigkeit, einen schwankenden Druck permanent regeln zu können, sind den Einsatzbedingungen von Druckregelventilen Grenzen gesetzt. Diese hängen stark von der Größe und der Bauart des Ventils ab.

Diese Einsatzgrenzen sind:

  • Maximaldruck im hydraulischen System
  • Maximaler Volumenstrom bzw. Durchflussgeschwindigkeit
  • Art des durchfließenden Mediums
  • Umgebungstemperatur außerhalb des hydraulischen Systems
  • Temperatur des durchfließenden Mediums
  • Viskosität des durchfließenden Mediums
  • Verschmutzungsgrad des durchfließenden Mediums
  • Nennstrom und anliegende Betriebsspannung für Aktoren und Sensoren
  • MTTFd WERTE
  • Anziehdrehmoment, mit dem das Ventil im hydraulischen System verbaut wurde.

Diese Kenngrößen müssen bekannt sein, bevor das passende Druckregelventil ausgewählt werden kann. Bei Überschreitungen der zulässigen Größen drohen nicht nur Fehlfunktionen im Druckregelventil, sondern Schäden an der Armatur selbst und am Gesamtsystem. Dem Druckregelventil kommt eine große Bedeutung zu, da es die technische Beanspruchung der nachfolgenden Stationen eines hydraulischen Kreislaufs regelt. Kann es seiner Aufgabe aufgrund dem Überschreiten seiner technischen Grenzen nicht mehr nachkommen, sind Folgeschäden am Gesamtsystem vorprogrammiert.

Verfügbare Druckregelventile

Ein üblicher Bereich, in dem sich die gängigen Druckregelventile bewegen, liegt zwischen 30 und 500 bar und einem Volumenstrom von 2 l/min bis 200 l/min. Dies zeigt, dass der Handel und die Hersteller im normalen Angebot bereits eine große Bandbreite an verfügbaren Druckregelventilen abdecken. Darüber hinaus gibt es immer die Möglichkeit, sich für spezielle Bedürfnisse individuell konstruierte und konfektionierte Druckregelventile herstellen zu lassen. Dieser Weg ist jedoch recht teuer. Mit einer geschickten Planung, beispielsweise vorgeschalteten Blenden zur Druckminderung, lässt häufig der Einsatz eines Spezialventils vermeiden.