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Was ist ein 2-Wege-Einbauventil? Funktion, Nenngrößen und Steuerdeckel
Ein 2-Wege-Einbauventil ist ein Sitzventil ohne eigenes Gehäuse: Buchse, Kolben und Schließfeder sitzen in einem genormten Einbauraum des Steuerblocks, und erst der aufgeschraubte Steuerdeckel macht daraus ein Sperr-, Druck- oder Stromventil. Deshalb tragen diese Ventile die großen Volumenströme kompakter Steuerblöcke, von 320 l/min in Nenngröße 16 bis über 30.000 l/min in Nenngröße 160. Dieser Beitrag beantwortet die drei Fragen, die vor der Bestellung stehen: wie das Ventil arbeitet, was der Deckel entscheidet und welche Nenngröße zum Volumenstrom passt.
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Wie das Ventil arbeitet
Das Einbauelement besteht aus einer Buchse, einem Kolben mit Sitz und einer Schließfeder. Es steckt in einem Einbauraum, dessen Maße ISO 7368 festlegt, in Deutschland lange als DIN 24342 bekannt. Zwei Hauptanschlüsse münden in den Einbauraum: A axial am Sitz, B seitlich am Ring. Auf der Rückseite des Kolbens liegt der Steueranschluss X, auf den die Feder und der dort anstehende Steuerdruck wirken. Ob der Kolben öffnet oder geschlossen bleibt, entscheidet allein das Kräfteverhältnis: Der Druck an A und B drückt auf die Sitz- und Ringfläche und will den Kolben heben, Feder und Steuerdruck an X halten ihn auf dem Sitz.
Weil das Element selbst keine Vorsteuerung enthält, ist es ein reines Stellglied. Die Logik sitzt im Steuerdeckel, der den Einbauraum nach außen schließt und den Anschluss X versorgt: mit Bohrungen, einem aufgebauten Wegeventil, einem Druckventil oder einer Hubbegrenzung. Aus demselben Element entstehen so verschiedene Ventilfunktionen, und der Steuerblock bleibt kompakt, weil das Element keine Rohre, Flansche und Zwischenplatten braucht. Als Sitzventil schließt es leckölfrei, und die kurzen Wege zwischen Einbauraum und Deckel ergeben kurze Schaltzeiten.
Welche Funktion der Steuerdeckel bestimmt
- Sperr- und Wegefunktion: Ein Wegeventil im Deckel belüftet oder entlastet den Anschluss X. Steht X unter Druck, bleibt das Element geschlossen; ist X entlastet, öffnet der Druck an A oder B den Kolben. So schaltet das Einbauventil große Volumenströme mit einem kleinen Vorsteuerventil.
- Druckfunktion: Ein Druckventil im Deckel begrenzt oder regelt den Druck an X. Steigt der Druck am Hauptanschluss über den eingestellten Wert, hebt der Kolben ab und leitet zum Tank oder in den zweiten Anschluss. Im Sortiment heißen diese Elemente Druckbegrenzungs-Einbauventile, elektrisch verstellbare Deckel tragen die Proportionaltechnik.
- Stromfunktion: Eine Hubbegrenzung im Deckel begrenzt den Kolbenhub und damit den freigegebenen Querschnitt. Das Element wirkt dann als Drossel oder Stromventil; die Einstellung sitzt von außen erreichbar am Deckel.
- Rückschlagfunktion: Der Deckel führt das Steueröl so, dass der Kolben nur in einer Strömungsrichtung öffnet. Mit entsperrbarer Ausführung wird daraus ein Halteventil für Lasten.
Nenngrößen und Volumenstrom
ISO 7368 stuft die Einbauräume in zehn Nenngrößen von 16 bis 160. Die Nenngröße nennt den Sitzdurchmesser in Millimetern und damit den Querschnitt, den der Kolben freigibt. Welcher Volumenstrom bei zulässigem Druckverlust hindurchpasst, hängt zusätzlich von der Kolbenausführung ab: Sitzkolben mit oder ohne Dämpfung und mit unterschiedlichem Flächenverhältnis tragen je Nenngröße verschiedene Höchstwerte. Die Tabelle nennt darum je Nenngröße die Spanne der maximalen Volumenströme über die geführten Ausführungen; der Wert der konkreten Ausführung steht im Datenblatt.
| Nenngröße | Max. Volumenstrom (l/min) | Max. Betriebsdruck (bar) |
|---|---|---|
| 16 | 320 bis 430 | 420 |
| 25 | 700 bis 900 | 420 |
| 32 | 1.130 bis 1.500 | 420 |
| 40 | 2.050 bis 2.500 | 420 |
| 50 | 2.950 bis 3.500 | 420 |
| 63 | 5.000 bis 6.500 | 420, einzelne Ausführungen 450 |
| 80 | 6.050 bis 8.500 | 420, einzelne Ausführungen 450 |
| 100 | 9.200 bis 13.000 | 420, einzelne Ausführungen 450 |
| 125 | 13.000 bis 19.000 | 420 |
| 160 | 26.250 bis 32.500 | 420 |
Auswahl in vier Schritten
- Funktion festlegen: Sperren, Druck begrenzen, Strom drosseln oder Rückschlag. Daraus folgt der Deckeltyp, und der Deckel bestimmt, welche Elementausführung dazu passt.
- Nenngröße aus dem Volumenstrom wählen: Den größten Betriebsvolumenstrom in der Tabelle suchen und die Nenngröße nehmen, deren Spanne ihn mit Reserve abdeckt. Zu klein gewählt steigt der Druckverlust, zu groß gewählt wächst der Block ohne Nutzen.
- Kolbenausführung und Feder nach Datenblatt: Dämpfung gegen Druckstöße beim Schließen, Flächenverhältnis und Federstärke nach der Schaltaufgabe. Diese Werte sind ausführungsspezifisch und stehen nur im Datenblatt des Herstellers.
- Druckflüssigkeit und Dichtwerkstoff: Die Standardausführung ist für Mineralöle HL, HLP, HLPD, HVLP, HVLPD und die schwer entflammbare Flüssigkeit HFC freigegeben, die Ausführung V mit FKM-Dichtungen für HETG, HEES, HEPG, HFDU und HFDR. Quelle: Herstellerdaten Bosch Rexroth, Baureihe LC.
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