Inzicht in 5/2- en 4/2-weg pneumatische kleppen

5/2-weg en 4/2-weg pneumatische magneetventielen worden gebruikt voor industriële automatisering en regelsystemen. Ze zijn een integraal onderdeel bij het leveren van perslucht aan verschillende soorten pneumatische apparatuur, zoals pneumatische cilinders. Het verschil tussen deze kleppen is het aantal poorten en de standen:

• Een 5/2-weg pneumatisch magneetventiel heeft vijf poorten en twee standen.
• Een 4/2-weg pneumatisch magneetventiel heeft vier poorten en twee standen.

Beide ventieltypen werken op dezelfde manier als pneumatische apparaten, zoals dubbelwerkende pneumatische cilinders. Het belangrijkste verschil is hoe de uitlaatlucht wordt behandeld.

• Een 5/2-wegklep regelt de luchtstroom in de ene poort van de cilinder en regelt de uitlaat vanuit de andere poort. Dankzij de vijfde poort kan deze klep de uitlaat van beide cilinderpoorten nauwkeurig regelen.
• Een 4/2-wegklep regelt ook de luchtinlaat en -uitlaat van en naar de cilinder. De uitlaat van beide cilinderpoorten wordt echter geregeld door dezelfde kleppoort, wat betekent dat de uitlaatsnelheden in beide richtingen identiek moeten zijn.

Inhoudsopgave

• Poortaanduidingen
• Circuitfunctie
• Mono-stabiel vs bi-stabiel
• Ontwerp
• FAQs

Poortaanduidingen

Verschillende fabrikanten gebruiken verschillende aanduidingen voor de poorten. Er zijn echter twee primaire standaarden die veel gebruikt worden in de industrie: cijfers(ISO 11727) en letters.

• 5/2-wegnummers (A): Luchttoevoerpoort (1), uitlaatpoorten (2, 4) en uitlaatpoorten (3, 5)
• 5/2-weg brieven (B): Luchttoevoerpoort (P), uitlaatpoorten (A, B) en uitlaatpoorten (EA, EB).
• 4/2-wegnummers (C): Luchttoevoerpoort (1), uitlaatpoorten (2, 4) en uitlaatpoort (3).
• 4/2-weg brieven (D): Luchttoevoerpoort (P), uitlaatpoorten (A, B) en uitlaatpoort (R).

Circuitfunctie

De circuitfunctie van de klep beschrijft welke poorten verbonden zijn in elke toestand van de klep. Wanneer de klep onder stroom staat, beweegt hij van de ene toestand naar de andere en in het geval van monostabiele kleppen (zie hieronder) brengt een veer de klep terug naar zijn oorspronkelijke positie wanneer hij van stroom wordt ontdaan.

• 5/2 Staat 1: De toevoerdrukpoort (1, P) is verbonden met poort 2 (A). Poort 4 (B) uitlaat via poort 5 (EB).
• 5/2 Staat 2: De toevoerdrukpoort (1, P) is verbonden met poort 4 (B). Poort 2 (A) uitlaat door poort 3 (EA).
• 4/2 staat 1: De toevoerdrukpoort (1, P) is verbonden met poort 2 (A). Poort 4 (B) uitlaat door poort 3 (R).
• 4/2 staat 2: De toevoerdrukpoort (1, P) is verbonden met poort 4 (B). Poort 2 (A) uitlaat door poort 3 (R).

Mono-stabiel vs bi-stabiel

Zowel 5- als 4-wegs luchtkleppen kunnen mono- of bi-stabiel zijn.

• Monostabiel: De spoel van een monostabiele klep (Afbeelding 3 met labels A & C) beweegt weg van zijn rustpositie wanneer de enkele spoel van de klep bekrachtigd wordt. De ruststand is de normale stand die de klep aanhoudt als hij niet onder spanning staat. Wanneer de spoel spanningsloos wordt gemaakt, beweegt een veer de spoel terug naar zijn rustpositie. Monostabiele kleppen hebben constant vermogen nodig om de bekrachtigde positie te behouden.
• Bi-stabiel: Bi-stabiele kleppen (Afbeelding 3 met het label B & D) hebben twee magneetspoelen. De spoel beweegt van de ene toestand naar de andere, afhankelijk van welke spoel onder spanning staat. Wanneer de spoel spanningsloos is, blijft hij in zijn huidige toestand. De tegenoverliggende spoel moet worden bekrachtigd om de spoel naar de andere positie te bewegen.

Ontwerp

5/2 en 4/2-weg pneumatische magneetventielen zijn verkrijgbaar in tal van ontwerpvariaties met betrekking tot grootte, materiaal, kleur, verbindingsinterfaces en meer. Deze variëteit is nodig om te voldoen aan verschillende vereisten, zoals medisch gebruik, voedselverwerking en stoffige en explosieve omgevingen.

De meeste van deze kleppen hebben een beweegbare spoel met afdichtingen over de hele lengte, allemaal binnen een centrale cilinder. De ventielpoorten sluiten aan op deze centrale cilinder. De afdichtingen blokkeren of sluiten aan op de kleppoorten wanneer de spoel door de cilinder beweegt.

Directe bediening en pilootbediening

Pneumatische magneetventielen kunnen direct of pilot (indirect) worden bediend:

• Direct: De magnetische actuator beweegt de spoel rechtstreeks.
• Piloot: De klep gebruikt inlaatdruk om de spoel te bewegen. Een kleine interne pneumatische cilinder bedient de spoel. Het vullen en legen van de cilinder wordt geregeld door de magnetische actuator van de klep.

Handmatige override

Een 5/2 of 4/2-weg pneumatisch magneetventiel kan een handmatige overbrugging of vergrendeling hebben. Een vergrendelingsmechanisme is gunstig tijdens onderhoud; de klep verandert niet van positie totdat de vergrendeling wordt losgelaten. De bediende elementen (bijv. cilinder of grijpers) behouden ook hun positie. Met een handmatige override kan het systeem worden getest zonder de klep te bedienen. Bovendien kan het ventiel handmatig worden geschakeld door op de overbruggingsknop te drukken.

Typen aansluitingen

Er zijn verschillende soorten connectoren en ontwerpen beschikbaar die verschillende doelen dienen, afhankelijk van de vereisten van het magneetventiel. Connectoren kunnen bijvoorbeeld magneetventielen beschermen tegen stroompieken en hebben LED-lampjes die de stroomstatus van het ventiel aangeven. Lees meer over connectoren in ons overzichtsartikel over DIN-connectoren.

Toepassingen

4/2 en 5/2-weg pneumatische magneetventielen kunnen zowel dubbelwerkende pneumatische cilinders als pneumatische actuators bedienen die in beide richtingen bediend moeten worden. Een 5 2-wegklep kan echter, met zijn extra uitlaatpoort, de uitlaatsnelheid in beide richtingen onafhankelijk regelen, terwijl een 4/2-wegklep vereist dat beide richtingen dezelfde uitlaatsnelheid delen.

Gecontroleerde uitlaat in beide richtingen

• Toepassingen met hoge snelheden:In toepassingen met hoge snelheden, zoals verpakking, sorteersystemen of assemblagelijnen, is de snelheid van de bediening van cruciaal belang. Een 5 2-weg magneetventiel met gescheiden uitlaatpaden kan zorgen voor een snellere afvoer van de luchtdruk, wat resulteert in snellere bedieningstijden.
• Precisietoepassingen: In toepassingen die een nauwkeurige regeling van de beweging vereisen, zoals robotica of precisiebewerking, kunnen afzonderlijke uitlaatpaden zorgen voor een betere regeling van de snelheid van de aandrijving in beide richtingen.
• Veiligheidskritische toepassingen: In veiligheidskritische toepassingen waar het falen van één onderdeel ernstige gevolgen kan hebben, kunnen afzonderlijke uitlaatpaden redundantie bieden. Als één uitlaatpad uitvalt, kan het andere nog steeds functioneren.

Dezelfde uitlaat in beide richtingen

• Toepassingen met enkelwerkende cilinders: In toepassingen met enkelwerkende cilinders waar veerretour wordt gebruikt, is een gemeenschappelijk uitlaatpad (4-wegklep) voldoende omdat de retourwerking niet afhankelijk is van de uitlaatlucht.
• Minder kritische snelheidstoepassingen: In toepassingen waar de snelheid van de bediening niet kritisch is, kan een gemeenschappelijk uitlaatpad worden gebruikt. Dit kunnen pneumatische systemen voor algemene doeleinden zijn, deuropeners of eenvoudige mechanische bewegingen.
• Kostengevoelige toepassingen: 4/2-wegkleppen kunnen goedkoper zijn dan 5/2-wegkleppen. Als de toepassing geen hoge snelheid of precisie vereist, kan een 4/2-wegklep kosteneffectiever zijn.

FAQs

Wat is een 5/2-weg magneetventiel?

Een 5 2 magneetventiel heeft vijf poorten en twee toestanden. Hij kan schakelen tussen twee verschillende toestanden om de luchtstroom naar en uitlaat van beide luchtpoorten van een pneumatische cilinder of actuator te regelen.

Wat is een 4 weg magneetventiel?

Een 4/2-weg magneetventiel heeft vier poorten en twee posities. Twee poorten leveren lucht aan beide kanten van een dubbelwerkende magneetklep en de resterende poort zorgt voor de uitlaat van de cilinder.