Ventilantrieb

Ventiltriebe von Verbrennungsmotoren werden unter Ventilsteuerung behandelt.

Als Ventilantrieb wird der Motor bezeichnet mit dem ein Ventil maschinell betätigt werden kann. Der Ventilantrieb verändert die Position des Ventilstößels und damit den Durchfluß durch das Ventil. Bei dem 3-Punkt-Antrieb und dem stetigen Antrieb wird die Bewegung des Ventilstößels durch einen elektrischen Motor erzeugt, der über eine Schnecke die Drehbewegung des Motors in eine Hubbewegung umsetzt. Der Ventilantrieb wird direkt auf das Oberteil des Ventils montiert. Dort befindet sich auch der Ventilstößel, der mit dem Antrieb verbunden wird.

Bauarten

3 Punkt Antrieb

Die Ansteuerung des Ventils erfolgt über 2 elektrische Anschlüsse die den Motor direkt antreiben. Wird der AUF-Anschluss angesteuert, wird das Ventil durch den Motor auf gefahren. Mit dem ZU-Anschluss wird das Ventil mit dem Motor zu gefahren. Wird keine der Anschlüsse betätigt, ruht das Ventil in seiner momentanen Stellung. Die Stellung des Ventils wird über die Laufzeit des Ventils oder über ein Potentiometer ermittelt. Als Laufzeit wird die Zeit bezeichnet, die der Ventilantrieb braucht, um das Ventil von der Endstellung ZU zur Endstellung AUF zu fahren. Die Laufzeit muss in den jeweiligen Regler (DDC) eingetragen werden, damit dieser mit dem Ventil arbeiten kann. Die Laufzeit beträgt bei Ventilen in der Heizungstechnik in der Regel ca. 60 bis 180s.

Vorteil:	Preisgünstig
Nachteil:	störungsanfällig, da nach einiger Zeit die momentane Position nicht mehr exakt festgestellt werden kann. Defekte Potentiometer sind häufige Fehlerquellen.

Stetiger Antrieb

Die Ansteuerung erfolgt über die Betriebsspannung und ein stetiges analoges Stellsignal 0...10V oder 0...20mA. Dabei entspricht der analoge Wert (Spannung, die angelegt wird) der jeweiligen Ventilöffnung. Die Öffnung des Ventils erfolgt stufenlos.

Spannung	Ventilstellung
0V	0%
1V	10%
2V	20%
....	....
10V	100%

Die Umsetzung des analogen Signals im Antrieb in die exakte Stellung erfolgt durch einen Motor. Dieser wiederum wird durch die im Antrieb integrierte Elektronik angesteuert.

Vorteil:	problemlos regelbar
Nachteil:	hoher Preis durch die integrierte Elektronik

Elektrothermischer Antrieb (pseudo-stetig)

Die Ansteuerung erfolgt über die Betriebsspannung und ein stetiges analoges Stellsignal 0...10V oder 0...20mA. Der analoge Wert wird jedoch nicht direkt stufenlos in eine Ventilöffnung umgewandelt. Die Ansteuerung erfolgt über ein Magnetventil, welches die Zustände AUF oder ZU einnehmen kann. Die Ventilöffnung wird durch die unterschiedlichen Zeiten der Öffnung und des Schließens des Ventils simuliert (Pulsweitenmodulation).

Vorteil:	sehr niedriger Preis
Nachteil:	ist durch das Funktionsprinzip nur für das Ansteuern von Heizungskörpern geeignet.

Magnetventil

Neben den beiden Zuständen AUF und ZU können bei Magnetventilen mit eingebauter Feder mit definierter Federkonstanten auch Zwischenzustände realisiert werden. So wird durch Stromansteuerung eine variable Positionierung des Ankers ermöglicht, der so zu einer variablen Stellung und somit Regelung des Durchflusses führt.

Anwendung

Ventilantriebe werden genutzt um Ventile maschinell zu betätigen. Das Signal wird durch die Regelung (Kompaktregler oder DDC) der Anlage erzeugt. Mit dem durch das Ventil veränderten Durchfluß von Flüssigkeiten wird gleichzeitig die Menge der Wärme bzw. Kälte reguliert. Die Wahl der Ventilantriebe in der Praxis erfolgt durch das Einsatzfeld und das eingebaute Ventil, da die Befestigung, der Hub als auch die notwendige Kraft des Ventilantriebes variieren.