Proportionale Durchflussregelung vs. proportionale Druckregelung: Ventile im Vergleich

Vergleichen Sie proportionale Durchfluss- und Druckregelventile anhand eines SMC-Beispiels von 85 bis 40 L/min, der Rückführungsarchitektur, des Lastverhaltens und von Abnahmetests.

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Eric Zhou, Fachingenieur für Maschinenautomation, Bepto Pneumatik

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Eric Zhou

Fachingenieur für Maschinenautomation

Ich bin Eric, Fachingenieur für Maschinenautomation bei Bepto Pneumatik. Ich unterstütze die Prüfung von Pneumatik-Anforderungen, Komponentenanwendungen und technischen Details vor der Angebotserstellung.

Artikel des AutorsEric@bepto.com

Wählen Sie ein Proportional-Durchflussventil, wenn die Sollgröße der Luftdurchfluss ist, und einen proportionalen Druckregler, wenn die Sollgröße der Nachdruck ist. Keines der beiden Geräte garantiert für sich allein Zylindergeschwindigkeit, Position oder Kontaktkraft. Diese Prozessergebnisse hängen außerdem von Druckdifferenz, Aktorfläche, Last, Gegendruck auf der Abluftseite, Luftvolumen und Position der Rückführung ab.

Die nützlichste Auswahlfrage lautet nicht „Welches Proportionalventil ist genauer?“. Fragen Sie, was bei einer Änderung von Last oder Versorgung stabil bleiben muss, wo diese Größe gemessen wird und was der Regler korrigiert. Eine stromgesteuerte Blende, ein Massendurchflussregler mit geschlossenem Regelkreis und ein Druckregler können alle einen analogen Sollwert annehmen und dennoch drei unterschiedliche Aufgaben erfüllen.

Wichtigste Erkenntnisse

  • SMC zeigt, dass derselbe Sollwert von 150 mA bei einer Änderung der Ventildruckdifferenz etwa 65 oder 40 L/min erzeugen kann.
  • Durchflusssollwert, gemessener Durchfluss, Zylindergeschwindigkeit, Nachdruck und Kontaktkraft sind unterschiedliche Größen.
  • Spezifizieren Sie den Rückführungssensor, Störgrößenprüfungen, Fehlerzustand und Abnahmelimits, nicht nur den Signaltyp.

Was ist der grundlegende Unterschied?

Festo unterscheidet proportionale Geräte nach der Regelgröße: Durchflussventile regeln die Durchflussmenge, während Druckregler den Druck regeln. Das VEMD-Durchflussventil ergänzt einen Thermosensor und einen geschlossenen Regelkreis, während der MPYE einen analogen Eingang in eine Schieberposition umsetzt (Festo, proportionale Ventile, abgerufen 2026). Diese Architekturunterscheidung steht vor dem Vergleich der Kataloggenauigkeit.

Proportional-Durchflussventil ist ein stufenlos verstellbares pneumatisches Stellglied, das eine Öffnung verändert oder den gemessenen Luftdurchfluss direkt regelt. Proportionaler Druckregler ist eine Baugruppe aus Ventil und Sensor, die Zu- oder Abluftdurchfluss anpasst, um einen Nachdruck-Sollwert zu halten. Durchflussregler mit geschlossenem Regelkreis ist die durchflussmessende Variante, die ihre Öffnung anhand des gemessenen Durchflussfehlers korrigiert.

Gerätearchitektur Der Sollwert legt letztlich fest Interne Rückführung Was direkt geregelt wird Was weiterhin externe Rückführung benötigt
Stromgesteuertes Proportional-Durchflussventil Spulenstrom und Ventilöffnung Spulenstrom oder keine Öffnungsfläche; Durchfluss nur unter den angegebenen Druckbedingungen Tatsächlicher Durchfluss, Zylindergeschwindigkeit oder Position
Durchflussregler mit geschlossenem Regelkreis Durchfluss-Sollwert Massen- oder Volumenstromsensor Gemessener Durchfluss innerhalb des spezifizierten Bereichs Zylindergeschwindigkeit oder Position, wenn Last- und Kammerbedingungen relevant sind
Proportionaler Druckregler Druck-Sollwert Nachdrucksensor Druck am Sensorort Kontaktkraft, Position oder Geschwindigkeit
Regelketten für Proportional-Durchflussventile, Durchflussregler mit geschlossenem Regelkreis und proportionale DruckreglerDrei vertikale Regelketten zeigen, dass Ventilöffnung, gemessener Durchfluss und Nachdruck unterschiedliche Regelgrößen sind und Geschwindigkeit, Position sowie Kraft Prozessergebnisse bleiben.Der Rückführungssensor definiert die RegelgrößeEin analoger Eingang allein zeigt nicht, um welche Größe das Gerät den Regelkreis schließt.Proportionale BlendeAnaloger Sollwertlegt Strom oder Öffnung festVariable BlendeÖffnung wird geregeltResultierender Durchflussändert sich mit Einlass- undAuslassdruckProzessergebnisGeschwindigkeit oder Position wirdintern nicht gemessenOffener Regelkreis zum LuftdurchflussDurchflussreglerDurchfluss-Sollwertgewünschter DurchflusswertVentil plus SensorDurchflussregelkreis korrigiert ÖffnungGemessener Durchflussinnerhalb des Nennbereichs gehaltenund der AntwortlimitsProzessergebnisGeschwindigkeit oder Position kanneinen weiteren Regelkreis benötigenGeschlossener Regelkreis zum LuftdurchflussDruckreglerDruck-Sollwertgewünschter AuslassdruckVentil plus SensorDruckregelkreis korrigiert DurchflussGemessener Druckam Sensorort des ReglersgehaltenProzessergebnisKontaktkraft wird internnicht gemessenGeschlossener Regelkreis zum DruckWählen Sie anhand der zu korrigierenden Größe, nicht anhand des Steckers oder Sollsignals.
Öffnungssteuerung, Durchflussregelung und Druckregelung sind unterschiedliche Architekturen. Geschwindigkeit, Position und Kraft benötigen eine eigene Rückführung, wenn diese Prozessgrößen garantiert werden müssen.

Das Wort „proportional“ beschreibt, wie das Ventil über einen Sollwertbereich reagiert; es benennt nicht die Regelgröße. Zeichnen Sie vor dem Vergleich zweier Teilenummern Sollwert, Sensor, Ventil, pneumatische Last und Prozessausgang als Regelkreis. Fehlt der Sensor in dieser Darstellung, ist die behauptete Regelung an dieser Stelle offen.

Zu den Mechanismen auf Komponentenebene finden Sie nähere Informationen in den fokussierten Leitfäden zur proportionalen Durchflussregelung in kolbenstangenlosen Zylindersystemen und zu elektropneumatischen Druckreglern.

Why Doesn’t a Proportional Flow Command Guarantee Speed?

Der PVQ-Katalog von SMC zeigt, warum ein Sollwert nicht dem Durchfluss entspricht: Bei 150 mA ändert sich ein Beispiel von etwa 65 auf 40 L/min, wenn sich die Druckdifferenz ändert. Derselbe Katalog besagt, dass der Durchfluss sinkt, wenn der Auslassdruck steigt, selbst wenn Einlassdruck und Strom unverändert bleiben (SMC PVQ).

Ein Proportional-Durchflussventil mit offenem Regelkreis ordnet den elektrischen Sollwert normalerweise Strom und Ventilöffnung zu. Der tatsächliche Durchfluss hängt dann von Vordruck, Nachdruck, Gastemperatur, Ventilgeometrie und davon ab, ob die Strömung kritisch ist. Eine praktische Quadratwurzelgleichung für inkompressible Flüssigkeiten ist kein allgemein gültiges Auslegungsgesetz für Druckluft.

Für eine Zylinderkammer lautet die kinematische Beziehung erster Ordnung:

v=QcAv = \frac{Q_c}{A}

Dabei gilt: vv ist die Kolbengeschwindigkeit, QcQ_c ist der tatsächliche Volumenstrom, der unter Kammerbedingungen in die Zylinderkammer ein- oder aus ihr austritt, und AA ist die wirksame Kolbenfläche dieser Kammer. Ein in Standardlitern pro Minute angegebener Katalogdurchfluss bezieht sich auf Standardbedingungen und kann daher ohne die passende Druck- und Temperaturumrechnung nicht in diese Gleichung eingesetzt werden.

Die Gleichung lässt außerdem Luftkompression und Kammerfüllung außer Acht. Während der Beschleunigung erhöht ein Teil des eintretenden Massenstroms zunächst den Druck, bevor er Bewegung erzeugt. Die Last bestimmt den Druck zum Überwinden der Gegenkraft; die Abluftdrosselung bestimmt den Gegendruck. Dieselbe Öffnung kann beispielsweise vor und nach einer Nutzlaständerung unterschiedliche Zylindergeschwindigkeiten erzeugen, weil sich Kammerdruck und Ventildruckdifferenz geändert haben.

Use three different specifications:

  • Wiederholbarkeit des Ventilsollwerts beschreibt das Verhalten von Eingang zu Öffnung.
  • Durchflussgenauigkeit erfordert einen Durchflusssensor und eine definierte Durchfluss-Referenzbedingung.
  • Geschwindigkeitsgenauigkeit erfordert eine Geschwindigkeits- oder Positionsmessung über einen angegebenen Last- und Hubbereich.

Wenn die Geschwindigkeitstoleranz vertraglich festgelegt ist, schließen Sie den Regelkreis mit Positions- oder Geschwindigkeitsrückführung. Festo macht die Grenze deutlich: Der MPYE ist ein positionsgesteuertes Schieberventil, doch eine präzise Aktorpositionierung erfordert einen externen Positionsregler und Weggeber (Festo, proportionale Ventile, abgerufen 2026).

Verwenden Sie den Cv-Durchflussrechner, um Katalog-Durchflusskoeffizienten und definierte Druckabfallfälle zu vergleichen. Validieren Sie den Druckluftdurchfluss anschließend mit den Gasdurchflussdaten des Herstellers und dem tatsächlichen Einlass-/Auslassdruckbereich; der Auslegungsleitfaden für pneumatische Durchflussregelung erläutert diesen zweiten Schritt.

Why Doesn’t a Pressure Setpoint Guarantee Force?

SMC spezifiziert für elektropneumatische ITV-Regler je nach Modell und Prüfbedingungen eine Linearität von höchstens ±1 % des Endwerts und eine Hysterese von höchstens 0,5 % des Endwerts (SMC ITV). Diese Werte beschreiben das Verhalten des geregelten Drucks, nicht die endgültige Kraft am Werkstück.

Ein proportionaler Druckregler vergleicht seinen Druck-Sollwert mit einem internen Drucksensor und führt anschließend Luft zu oder ab, um den Fehler zu reduzieren. Er regelt den Druck am Ort dieses Sensors. Druckverlust in Schläuchen, lokales Volumen, Kammerdruck, Abluftgegendruck, Dichtungsreibung, Mechanikgeometrie und Kontaktbedingungen bleiben außerhalb des Druckregelkreises.

Für einen doppeltwirkenden Zylinder mit einseitiger Kolbenstange ist folgende statische Kräftebilanz nützlicher:

Fnet=PcApPrAaFresistF_{\mathrm{net}} = P_c A_p - P_r A_a - F_{\mathrm{resist}}

Dabei gilt: PcP_c ist der Kammerdruck auf der Bodenseite, ApA_p ist die volle Kolbenfläche, PrP_r ist der Kammerdruck auf der Stangenseite, AaA_a ist die ringförmige Fläche auf der Stangenseite, und FresistF_{\mathrm{resist}} fasst Reibung und äußere Gegenkräfte zusammen. Verwenden Sie konsistente Druck- und Flächeneinheiten. Die Gleichung beschreibt eine statische Kräftebilanz; bei dynamischer Beschleunigung kommen Trägheitsterme hinzu.

Die Regelung der Zufuhr zur Bodenseite beseitigt den Gegendruck auf der Stangenseite nicht. Ein Abluftdrosselventil, eine zu klein dimensionierte Abluftleitung, ein Schalldämpfer oder ein Wegeventil kann PrP_r erhöhen und die Ausfahrkraft reduzieren. Der Leitfaden zum Gegendruck behandelt diesen oft übersehenen Begriff.

Druckregelung ist eine indirekte Kraftstrategie. Sie funktioniert, wenn Zylinderfläche, Gegen­druck, Reibung, Übersetzungsverhältnis und Kontaktgeometrie ausreichend stabil sind. Wenn das Prozessabnahmekriterium die tatsächliche Kontaktkraft ist, platzieren Sie eine Wägezelle oder einen Kraftsensor im relevanten Kraftpfad und schließen Sie den Regelkreis um diese Messung.

Verwenden Sie den Zylinderkraftrechner um Druck- und Zugkraft aus Bohrung, Stangendurchmesser, Druck und Zuschlägen zu schätzen. Behandeln Sie das Ergebnis als Auslegungsschätzung und instrumentieren Sie den Prozess, wenn Kraftgenauigkeit eine Produktionsanforderung ist. Der Leitfaden zur Kraft aus Druckdifferenz erläutert die zugrunde liegenden Flächen- und Druckbeziehungen.

Störungen, die die drei Regelungsarchitekturen unterscheiden

Der Typ 8605 von Bürkert akzeptiert einen Ausgang von 40 bis 2.000 mA und verwendet eine interne Stromregelung zur Kompensation der Spulenerwärmung, beschreibt das Strömungsergebnis jedoch als Ventilöffnungseffekt, sofern kein Prozesssensor einen weiteren Regelkreis schließt (Bürkert Typ 8605, abgerufen 2026). Stromstabilität, Durchflussstabilität und Prozessstabilität sind daher getrennte Aussagen.

Störgröße Stromgesteuerte Blende Durchflussregler mit geschlossenem Regelkreis Druckregler
Spulentemperatur ändert sich Stromregelung kann die Drift des Spulenstroms reduzieren Durchflussregelkreis korrigiert den verbleibenden Durchflussfehler innerhalb der Grenzen Druckregelkreis korrigiert den daraus entstehenden Druckfehler innerhalb der Grenzen
Versorgungsdruck ändert sich Durchfluss ändert sich normalerweise Durchflussregelkreis passt die Öffnung an, wenn Regelreserve bleibt Auslassdruck wird korrigiert, wenn Versorgungsreserve und Kapazität ausreichen
Nachdruck ändert sich Durchfluss ändert sich normalerweise Durchflussregelkreis passt die Öffnung innerhalb seines Druckdifferenzbereichs an Regler reagiert auf Druckfehler, nicht auf einen Durchflusssollwert
Zylinderlast ändert sich Kammerdruck und Geschwindigkeit können sich ändern Gemessener Durchfluss kann stabil bleiben, während sich der Geschwindigkeitstransient dennoch ändert Gemessener Druck kann stabil bleiben, während sich Bewegung oder Kontaktkraft ändert
Abluftgegendruck ändert sich Geschwindigkeit und Nettokraft können sich ändern Einlass-Durchflussregelung korrigiert die Störung auf der Abluftseite möglicherweise nicht Versorgungsdruckregelung beseitigt den Gegenkammerdruck nicht direkt
Leckage oder wechselnder Bedarf Die Sollöffnung stellt keine Prozessgröße wieder her Der Regler vergrößert die Öffnung, um den gemessenen Durchfluss innerhalb der Kapazität wiederherzustellen Der Regler erhöht den Versorgungsdurchfluss, um den gemessenen Druck innerhalb der Kapazität wiederherzustellen

Kein Regelkreis kann eine Störung korrigieren, nachdem das Stellglied gesättigt ist. Ein vollständig geöffnetes Ventil kann keinen größeren Durchfluss liefern, und ein Regler kann den Auslassdruck nicht halten, wenn Versorgungsdruck, Einlasskapazität oder Abluftkapazität nicht ausreichen. Prüfen Sie die Regelreserve am ungünstigsten Betriebspunkt, nicht nur am Nennpunkt.

Die Ansprechzeit gehört ebenfalls zum gesamten pneumatischen Volumen. Die Katalogantwort eines Ventils kann schnell sein, während ein langer Schlauch und eine große Kammer langsam gefüllt werden. Umgekehrt kann ein kleines lokales Volumen schnell reagieren, aber schwingen, wenn Reglereinstellung, Sensorposition und pneumatische Nachgiebigkeit ungünstig zusammenspielen.

Wann benötigen Sie Durchfluss, Druck oder beides?

Festo führt 0–10-V- und 4–20-mA-Schnittstellen für proportionale Druckprodukte auf, während das VEMD einen integrierten thermischen Durchflusssensor für die Regelung des Massenstroms mit geschlossenem Regelkreis verwendet (Festo, proportionale Ventile, abgerufen 2026). Gemeinsame Signalformate machen die Geräte nicht austauschbar; das erforderliche Maschinenergebnis entscheidet über die Architektur.

Wählen Sie den einfachsten Regelkreis, der die zu haltende Größe misst:

Hauptanforderung Ausgangsarchitektur Externe Rückführung ergänzen, wenn
Einstellbarer Abblas-, Dosier- oder Spüldurchfluss Durchflussregler mit geschlossenem Regelkreis Die Qualität des nachgeschalteten Prozesses, nicht der Durchfluss selbst, die Abnahmegröße ist
Wiederholbare Zylindergeschwindigkeit über einen engen, stabilen Lastbereich Proportionale Blende oder Durchflussregler mit geschlossenem Regelkreis Änderungen von Last, Versorgung, Hubbereich oder Gegendruck überschreiten die Geschwindigkeitstoleranz
Druckprofil oder nachgiebiges Spannniveau Proportionaler Druckregler Tatsächliche Kontaktkraft oder Werkstückverformung muss garantiert werden
Positionsprofil Proportionales Wege-/Durchflussventil Verwenden Sie immer Positionsrückführung, wenn die Position vertraglich festgelegt ist
Kraftprofil am Kontakt Druckregler als pneumatisches Stellglied Verwenden Sie einen Kraftsensor, wenn die tatsächliche Kraft vertraglich festgelegt ist
Schnelle Annäherung plus begrenzte Kontaktkraft Durchfluss-/Positionsregelung für die Annäherung, Druck-/Kraftregelung für den Kontakt Koordinieren Sie die Modi und definieren Sie eine sichere, stabile Übergabebedingung
Entscheidungsweg für proportionale Durchflussregelung, proportionale Druckregelung oder kombinierte RegelungEin vertikaler Entscheidungsbaum wählt anhand der vertraglich festgelegten Prozessgröße Durchfluss, Druck, externe Bewegungsrückführung, externe Kraftrückführung oder koordinierte Regelung aus.Beginnen Sie mit der vertraglichen ProzessgrößeWas muss die Maschine innerhalb der Toleranz halten?Durchfluss, Druck, Geschwindigkeit, Position oder KontaktkraftIst der Durchfluss selbst die Abnahmegröße?Beispiele: Gasdosierung, Spüldurchfluss, kontrolliertes AbblasenJADurchflussregler mit geschlossenem RegelkreisSpezifizieren Sie die Durchfluss-Referenzbedingungen,den Bereich, die Antwort und den DruckbereichNEINSind Geschwindigkeit oder Position kritisch?Messen Sie Bewegung, nicht nur Luftdurchflussüber den gesamten LastbereichBewegungsrückführungsregelkreisVerwenden Sie das Proportionalventil als Stellgliedund Position oder Geschwindigkeit als RückführungIst Druck das Ziel?Verwenden Sie proportionale Druckregelungan einem definierten SensorortIst die tatsächliche Kraft kritisch?Ergänzen Sie Kraftrückführung im Kraftpfadund validieren Sie KontaktübergängeDURCHFLUSS PLUS KRAFTSchnelle Annäherung plus kontrollierter Kontakt erfordert normalerweise koordinierte Bewegungs- und Kraftmodi.
Wählen Sie den Regelkreis anhand der gemessenen Abnahmegröße. Eine kombinierte Sequenz benötigt eine ausdrückliche Übergabebedingung, damit Bewegungs- und Kraftregelung nicht gegeneinander arbeiten.

Der Fall „beides“ ist nicht dadurch gelöst, dass zwei Ventile ohne Regelplan in Reihe geschaltet werden. Eine Handhabungsachse kann beispielsweise für die schnelle Annäherung Positionsrückführung verwenden und die Regelhoheit nach bestätigtem Kontakt an einen Kraftregelkreis übergeben. Definieren Sie den Übergangstrigger, Sollwertrampen und die Reaktion auf unplausible Druck-, Positions- oder Kraft-Rückmeldungen.

Datenblattvergleich vor der Auswahl

SMC führt für das PVQ30 einen Durchflussbereich von 0–100 L/min, eine Wiederholbarkeit von höchstens 3 % und eine Hysterese von höchstens 10 % auf, während ausgewählte ITV-Regler eine Linearität von ±1 % des Endwerts und eine Hysterese von 0,5 % des Endwerts spezifizieren (SMC PVQ; SMC ITV). Diese Zahlen beschreiben unterschiedliche Größen und Prüfmethoden und sind daher kein direkter Genauigkeitsvergleich.

Vergleichen Sie Daten von Durchflussgeräten unter den angegebenen Gas- und Druckbedingungen:

  • Geregelte Größe: Strom, Öffnung, Volumenstrom oder Massenstrom
  • Durchflussreferenz: Standard-, Normal- oder Istbedingungen einschließlich Referenztemperatur und -druck
  • Einlass- und Auslassdruckbereich, minimale Druckdifferenz und Grenze der kritischen Strömung
  • Nenn-Durchflussbereich, regelbares Minimum, Leckage, Hysterese, Wiederholbarkeit und Definition der Antwort
  • Signaltyp, Sollwertimpedanz, Monitorausgang und Verhalten bei Signalverlust
  • Einschaltdauer, Spulenerwärmung, Umgebungstemperatur, Verschmutzungstoleranz und Einbaulage

Vergleichen Sie Druckreglerdaten mit dem tatsächlichen pneumatischen Volumen und Bedarf:

  • Auslassdruckbereich, Versorgungsdruckreserve und Prüfdruck
  • Linearität, Hysterese, Wiederholbarkeit, Empfindlichkeit und der Nenner, der für jeden Prozentsatz verwendet wird
  • Zu- und Abluftdurchflusskapazität, abblasendes oder nicht abblasendes Verhalten und Druckabfall bei Durchfluss
  • Position des internen Sensors, Option für externen Sensor, Monitorausgang und Prüfvolumen für die Antwort
  • Restdruck nach Sollwertverlust und Verhalten nach Versorgungsunterbrechung
  • Filteranforderung, zulässige Schmierstoffe, elektrische Schnittstelle und Umgebungsbewertung

ISO 6358-1 definiert stationäre Verfahren für Pneumatikkomponenten mit kompressiblen Gasen und deckt sowohl feste als auch variable Strömungspfade ab (ISO 6358-1:2013, bestätigt 2022). Fragen Sie Lieferanten nach Prüfbedingungen und Kennlinien, die zu Ihrem Betriebsbereich passen, statt eine einzelne Maximaldurchflusszahl aus unterschiedlichen Katalogen zu vergleichen.

RFQ- und Abnahmetest-Checkliste

ISO 4414 behandelt Anforderungen an Auslegung, Installation, Betrieb und Wartung pneumatischer Systeme, nicht nur Typenschilddaten von Komponenten (ISO 4414:2010, bestätigt 2021). Eine RFQ für ein Proportionalventil sollte daher den vollständigen Betriebsbereich und mindestens drei Störgrößenprüfungen spezifizieren: Mindestversorgung, maximale Last oder maximalen Bedarf sowie Verlust von Sollwert oder Energie.

Nehmen Sie diese RFQ-Angaben auf:

  1. Geben Sie die vertragliche Größe und Toleranz an: Durchfluss, Druck, Geschwindigkeit, Position oder Kraft.
  2. Definieren Sie minimalen, nominalen und maximalen Einlass- und Auslassdruck.
  3. Definieren Sie normalen, Spitzen- und minimal regelbaren Durchfluss mit Referenzbedingungen.
  4. Geben Sie Aktorbohrung, Stangendurchmesser, Hub, Ausrichtung, bewegte Masse, Lastbereich, Schlauchabmessungen und Abluftbeschränkungen an.
  5. Benennen Sie jeden Rückführungssensor mit Ort, Bereich, Genauigkeit, Aktualisierungsrate und Zuständigkeit des Reglers.
  6. Spezifizieren Sie Soll- und Monitorsignale, elektrische Versorgung, Kommunikation, Fehlerzustand und Rücksetzsequenz.
  7. Geben Sie Umgebungstemperatur, Luftqualität, Einschaltdauer, Schutzart und zulässige Einbaulage an.
  8. Fordern Sie Bestellcode, Schaltzeichen, Durchfluss-/Druckkurven, Antwortdefinition und Prüfbedingungen des Lieferanten an.

Ein Abnahmetest muss das Ergebnis am richtigen Messpunkt erfassen. Bei Durchflussregelung protokollieren Sie Sollwert, tatsächlichen Durchfluss, Einlassdruck, Auslassdruck und Prozessantwort. Bei Druckregelung protokollieren Sie Sollwert, Druck am Regler, Kammer- oder Prozessdruck, Durchflussbedarf und bei relevanter Kraft auch die Kraft.

Prüfen Sie die Störung zwischen den Regelgrößen gezielt. Ändern Sie den Auslassdruck bei konstantem Durchflusssollwert und anschließend den Durchflussbedarf bei konstantem Drucksollwert. Diese beiden Prüfungen zeigen, ob ein vorgeschlagenes Gerät die behauptete Größe regelt, lediglich eine Blende positioniert oder am Rand des Betriebsbereichs seine Regelreserve verliert.

Zeichnen Sie Einschwingzeit, Überschwingen, stationären Fehler, Hystereserichtung und den Zustand nach Sollwertverlust auf. Wiederholen Sie die Prüfung bei warmen und kalten Betriebsbedingungen, wenn Spulen- oder Gastemperatur die Leistung verändern kann. Pass-/Fail-Kriterien sollten gemessene Prozessgrößen verwenden, nicht die Behauptung, der Analogausgang habe „stabil ausgesehen“.

FAQ zur Auswahl von Proportionalventilen

SMC veröffentlicht Beispiele für proportionale Durchflüsse von 0–6 L/min beim PVQ10 und 0–100 L/min beim PVQ30, während die ITV-Familie je nach Modell mehrere Druckbereiche bis 0,9 MPa abdeckt (SMC PVQ; SMC ITV). Die Auswahl muss mit Regelgröße und Betriebsbereich beginnen, nicht mit dem gemeinsamen Etikett „proportional“.

Kann ein Proportionalventil gleichzeitig Geschwindigkeit und Kraft regeln?

Ein Proportionalventil kann als Stellglied in verschiedenen externen Regelkreisen dienen, aber ein interner Regelkreis kann nicht gleichzeitig zwei unabhängige Größen regeln. Eine Maschine kann sich während der Annäherung der Bewegungsregelung und nach dem Kontakt der Kraftregelung bedienen. Der Regler muss Übergabebedingung, Regelreserve, Limits und Fehlerreaktion definieren.

Ist ein Proportional-Durchflussventil dasselbe wie ein Massendurchflussregler?

Nein. Ein Proportional-Durchflussventil ordnet möglicherweise nur Strom und Öffnung zu, sodass der tatsächliche Durchfluss von Druck und Temperatur abhängt. Ein Massendurchflussregler enthält einen Durchflusssensor und schließt den Regelkreis um den gemessenen Massenstrom. Bestätigen Sie Sensor, Referenzbedingungen, Regelbereich, Antwort und Druckbereich im Datenblatt.

Hält ein proportionaler Druckregler die Zylinderkraft konstant?

Er hält den Druck an seinem Sensor innerhalb der spezifizierten Grenzen, nicht die Kraft am Werkstück. Die Zylinderkraft hängt außerdem von wirksamer Kolbenfläche, Gegenkammerdruck, Reibung, Gestängegeometrie und Beschleunigung ab. Verwenden Sie Druckregelung für eine indirekte Kraftschätzung; ergänzen Sie eine Wägezelle und einen Kraftregelkreis, wenn die tatsächliche Kraft vertraglich festgelegt ist.

Welches Ventil sollte die Zylindergeschwindigkeit bei wechselnden Lasten regeln?

Beginnen Sie mit proportionaler Durchflussregelung, messen Sie jedoch die Zylinderbewegung, wenn die Geschwindigkeitstoleranz über einen breiten Lastbereich eingehalten werden muss. Eine Laständerung verändert Kammerdruck und Druckdifferenz und kann dadurch sowohl den Durchfluss im offenen Regelkreis als auch die Beschleunigung ändern. Positions- oder Geschwindigkeitsrückführung ermöglicht dem Regler, die tatsächliche Bewegung zu korrigieren, statt anzunehmen, Durchfluss entspreche Geschwindigkeit.

Was ist der wichtigste Abnahmetest für ein Proportionalventil?

Wenden Sie die Störung an, die die ausgewählte Architektur voraussichtlich zurückweisen soll. Variieren Sie bei einem Durchflussgerät Einlass- oder Auslassdruck und zeichnen Sie den gemessenen Durchfluss auf. Variieren Sie bei einem Druckregler den Nachdruckbedarf und zeichnen Sie den Auslassdruck auf. Nehmen Sie Sollwertverlust, Sättigung, Einschwingzeit, Hystereserichtung und das reale Prozessergebnis in den Pass-/Fail-Nachweis auf.

Quellen und technische Referenzen

SMC: Kompaktes proportionales Magnetventil der PVQ-Serie, Strom-Durchfluss-Verhalten, Beispiele für Druckdifferenzen, Durchflussbereiche, Wiederholbarkeit und Hysterese. Abgerufen am 22.07.2026.

SMC: Elektropneumatischer Regler der ITV-Serie, Druckbereiche, Linearität, Hysterese, Empfindlichkeit, Durchfluss und Antwortbedingungen. Abgerufen am 22.07.2026.

Festo: Überblick über proportionale Ventile, Funktionen von Durchflussventilen und Druckreglern, integrierter Durchflussregelkreis des VEMD, Schieberpositionsregelung des MPYE und VPPE-Schnittstellen. Abgerufen am 22.07.2026.

Bürkert: Digitale Steuerelektronik Typ 8605, PWM-Ausgang, interne Spulenstromregelung, Bereich von 40–2.000 mA und Verhalten der Ventilöffnung. Abgerufen am 22.07.2026.

ISO: ISO 6358-1:2013, stationäre Prüfverfahren für Pneumatikkomponenten mit kompressiblen Gasen. Abgerufen am 22.07.2026.

ISO: ISO 4414:2010, allgemeine Regeln und Sicherheitsanforderungen für pneumatische Systeme und Komponenten. Abgerufen am 22.07.2026.