Stromventile dienen in der Pneumatik der Steuerung des Luftstromes – also der Luftmenge, die innerhalb einer bestimmten Zeit fließt.
In der Praxis gehören sie zu den wohl am wenigsten auffallenden Ventilen. Ihr äußerst einfacher Aufbau führt zu einer Zuverlässigkeit, die die Zuverlässigkeit von Antrieben und vielen anderen Ventilen weit übertrifft. Reklamationen sind auf diesem Gebiet deshalb sehr selten.
Andererseits ist diese Ventilgruppe aus wirtschaftlicher Sicht sehr interessant. Da heutzutage zu fast jedem Pneumatikzylinder zwei Stromventile (Drosselrückschlagventile) zur Einstellung der Geschwindigkeit verkauft werden, erreichen die Umsatzzahlen recht beachtliche Bereiche.
Stromventile gibt es im wesentlichen in zwei Ausführungen:
· als Drosselventil und
· als Drosselrückschlagventil.
Drosselventile verengen den Querschnitt in der Luftleitung. Grundsätzlich gibt es einstellbare und nicht einstellbare Drosseln.
Nicht einstellbare Drosseln (Fixdrosseln)
Die nicht einstellbaren Drosseln werden auch als Fixdrosseln oder Blenden bezeichnet. Dabei handelt es sich um einfache Metallplättchen, die mittig mit einer definierten Bohrung im Größenbereich von wenigen Zehntel Millimetern bis zu ca. 2 bis 3 Millimetern versehen sind. Darüber hinaus gibt es flache Ausführungen und solche, die in der Mitte schüsselähnlich vertieft sind. In der Pneumatik spielen diese Fixdrosseln eine sehr untergeordnete Rolle. In den wenigen Einsatzfällen dienen sie eher als eine Notlösung zur Geschwindigkeitsbegrenzung von Antrieben wie Zylindern oder Greifern. Sie werden dann direkt in die Luftanschlussbohrung eingelegt und mit der Pneumatikverschraubung fixiert. Wichtig ist bei einem solchen Einsatz, dass oftmals mehrere Durchmesser probiert werden müssen.
Einmal, um die gewünschte Geschwindigkeit optimal zu erreichen, zum anderen kommt es aber vor, dass durch die entstehenden Strömungsverhältnisse eine zum Teil erhebliche Geräuschbelästigung entsteht.
Bei den einstellbaren Drosseln kann der kleinste durchströmbare Durchmesser verstellt werden. Damit ist es dann möglich, den Durchfluss unter den realen Bedingungen der Anlage und des verwendeten Antriebs einzustellen. Je nach der Einbausituation unterscheidet man zwischen Zu- und Abluftdrosseln (siehe Zu- und Abluftdrosselung im Abschnitt "Drosselrückschlagventile" oder die Erläuterungen im Kapitel "Antriebe").
Die Einstellung erfolgt meist mit einer einfachen Schlitz- bzw. Rändelschraube oder mit einem Einstellknopf.
1 Einstellschraube ( 'Steuerkolben' )
2 Dichtung
3 Abluft-Schalldämpfer
4 Endstück der Einstellschraube
5 Durchflussquerschnitt
Beim Öffnen durch das Drehen der Verstellschraube ist nun die Geometrie dieser Dichtungspaarung von Bedeutung dafür, wieviel Durchfluss durch jede Umdrehung der Schraube freigegeben wird.
Je nach Ausführung dieser Geometrien ergeben sich dann die Drosselkennlinien, die vom Hersteller immer angegeben werden. Man diese Kennlinien die Drosselcharakteristik.
Dabei gibt es zwei typische Charakteristiken:
Bei Kennlinien vom Typ L – also linear – wird je Umdrehung der Schraube die gleiche Menge an zusätzlichem Durchfluss freigegeben. Drosseln mit dieser Charakteristik sind technisch leichter herzustellen - dafür aber auch bei der Einstellung nicht ganz so "feinfühlig".
Drosseln mit Kennlinien der Form P – also progressiv – sind zwar ein wenig aufwendiger in der Herstellung, bieten aber bei der Einstellung des Durchflusses einen wichtigen Vorteil. Im unteren Bereich bis ca. 1/3 der maximalen Anzahl der Umdrehungen – also bei wenig Durchfluss – ist der Zuwachs an Durchfluss je Umdrehung geringer.
x - Achse: Anzahl geöffneter Umdrehungen der Einstellschraube
y - Achse: Durchfluss in %
a und c: Typ P, progressive
b: Typ L, linear
Stand heute werden jedoch die meisten Drosseln ohne Skala angeboten. Lediglich Drosseln mit höherer Präzision (Präzisionsdrosseln) besitzen eine, da hier auch die geringen fertigungsbedingten Toleranzen eine genügend hohe Wiederholgenauigkeit der Einstellung ermöglichen.
Wie der Name schon sagt, sind sie eine Kombination aus einem Drossel- und einem Rückschlagventil. Sie werden vor allem zur Geschwindigkeitssteuerung von Zylindern eingesetzt.
1 Einstellschraube
2 Sicherungsring ( Wegbegrenzung für die Einstellschraube )
3 Membrane für die Rückschlagfunktion
Die Rückschlagfunktion wird mit einem Membranelement realisiert, wie sie bereits bei den Rückschlagventilen im Abschnitt Sperrventile beschrieben wurde.
1 Drosselrichtung ( = Rückschlagrichtung ), sie wir durch einen Pfeil auf dem Gehäuse angezeigt
2 Membrane
1 Durchlassrichtung
2 Membrane
Daraus ergeben sich zwei Möglichkeiten, die Bewegung des Zylinders zu beeinflussen: durch die Drosselung der Abluft und durch die Drosselung der Zuluft.
In der linken Schaltung kann die zugeführte Luft das linke Drosselrückschlagventil ungedrosselt passieren und den Kolbenraum befüllen. Die gleichzeitig aus dem Kolbenstangenraum entweichende Luft – also die Abluft – muss jedoch die rechte Drossel passieren. Die hier eingestellte Durchflussmenge ist für die Ausfahr-Geschwindigkeit der Kolbens entscheidend Wird, wie in der rechten Darstellung, die zugeführte Luft – also die Zuluft – gedrosselt bevor sie in den Zylinder gelangt, spricht man von Zuluftdrosselung. Die Vor- und Nachteile dieser beiden Möglichkeiten sind im Abschnitt "Antriebe" dieses Handbuchs näher beschrieben.