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

5/2-weg en 4/2-weg pneumatische magneetventielen sturen perslucht naar verschillende pneumatische apparaten, zoals pneumatische cilinders. Het belangrijkste verschil tussen deze ventielen zit in het aantal poorten en schakelposities:

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

Beide werken vergelijkbaar om pneumatische apparaten zoals dubbelwerkende pneumatische cilinders te beheren. Ze verschillen echter in de manier waarop ze uitlaatlucht behandelen.

• Een 5/2-weg ventiel stuurt lucht naar één cilinderpoort terwijl het de andere ontlucht. De vijfde poort geeft meer controle door aparte ontluchtingspaden voor elke cilinderpoort mogelijk te maken.
• Een 4/2-weg ventiel beheert ook inlaat- en uitlaatlucht, maar gebruikt hetzelfde ontluchtingspad voor beide poorten. Deze opstelling vereist een gelijke ontluchtingsstroom in beide richtingen.

Inhoudsopgave

• Poortaanduidingen
• Circuitfunctie
• Mono-stabiel vs bi-stabiel
• Bouwvorm
• Toepassingen
• Selectiecriteria
• Veelgestelde vragen

Poortaanduidingen

Fabrikanten kunnen verschillende systemen voor poortlabeling gebruiken, maar de concepten zijn hetzelfde. Figuur 2 toont twee veelvoorkomende standaarden: nummers (ISO 11727) en letters.

• 5/2-weg nummers (A): Toevoerluchtpoort (1), uitlaatpoorten (2, 4) en ontluchtingspoorten (3, 5)
• 5/2-weg letters (B): Toevoerluchtpoort (P), uitlaatpoorten (A, B) en ontluchtingspoorten (EA, EB).
• 4/2-weg nummers (C): Toevoerluchtpoort (1), uitlaatpoorten (2, 4) en ontluchtingspoort (3).
• 4/2-weg letters (D): Toevoerluchtpoort (P), uitlaatpoorten (A, B) en ontluchtingspoort (R).

Circuitfunctie

De circuitfunctie van het ventiel beschrijft welke poorten in elk van de ventielstanden zijn verbonden. Wanneer het ventiel wordt bekrachtigd, beweegt het van de ene stand naar de andere, en in het geval van mono-stabiele ventielen (zie hieronder) brengt een veer het ventiel terug naar zijn oorspronkelijke positie wanneer het wordt uitgeschakeld.

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

Mono-stabiel vs bi-stabiel

Zowel vijf- als vierwegventielen kunnen mono-stabiel of bi-stabiel zijn.

• Mono-stabiel: Dit ventiel heeft één elektromagneetspoel. Wanneer de spoel wordt bekrachtigd, beweegt de interne schuif vanuit zijn standaardpositie. Een veer brengt de schuif terug naar zijn oorspronkelijke positie wanneer de stroom wegvalt. Continue stroom is nodig om de schuif in de geactiveerde positie te houden. (Zie Figuur 3: A & C)
• Bi-stabiel: Dit ventiel heeft twee elektromagneetspoelen. De schuif beweegt naar een positie wanneer één spoel wordt bekrachtigd. Het blijft in die positie, zelfs nadat de stroom is verwijderd. Om de schuif terug te bewegen, moet de andere spoel worden bekrachtigd. (Zie Figuur 3: B & D)

Bouwvorm

5/2- en 4/2-weg pneumatische magneetventielen komen in vele bouwvormen voor. Deze kunnen variëren in bouwgrootte, materiaal, kleur, aansluitingstype en meer. Deze verscheidenheid voldoet aan de behoeften van verschillende industrieën, waaronder medische, voedselverwerking en explosieve omgevingen.

De meeste ventielen gebruiken een centrale cilinder met een beweegbare spoel. De spoel heeft afdichtingen langs de lengte. Als de spoel beweegt, verbinden of blokkeren de afdichtingen poortopeningen om de luchtstroom te regelen.

Direct en indirect bediend

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

• Direct: De magnetische actuator beweegt de spoel rechtstreeks.
• Indirect: Het ventiel gebruikt ingangsdruk om de spoel te helpen bewegen. Een kleine interne pneumatische cilinder bedient de spoel. De magnetische actuator van het ventiel regelt het vullen en legen van de cilinder.

Handbediening

Zowel 5/2- als 4/2-ventielen kunnen een handbediening of vergrendelmechanisme bevatten. De vergrendeling is nuttig tijdens onderhoud, waarbij het ventiel in één positie wordt gehouden totdat de vergrendeling wordt losgelaten. Deze functie:

• Maakt het testen van het systeem mogelijk zonder het ventiel van stroom te voorzien
• Houdt actuatoren zoals cilinders en grijpers op hun plaats
• Laat het ventiel handmatig schakelen door op de handbediening te drukken

Connectortypes

Pneumatische magneetventielen bieden verschillende connectortypes op basis van de behoeften van het ventiel. Sommige connectoren beschermen tegen stroompieken of bevatten LED's om de stroomstatus aan te geven. Meer informatie over connectoren is beschikbaar in het DIN-connector overzichtsartikel.

Toepassingen

4/2- en 5/2-weg pneumatische magneetventielen kunnen beide dubbelwerkende pneumatische cilinders en pneumatische actuatoren bedienen die in beide richtingen besturing vereisen. Een 5/2-ventiel kan echter, met zijn extra uitlaatpoort, onafhankelijk de ontluchtingssnelheid in beide richtingen regelen, terwijl een 4/2-weg ventiel voor beide richtingen dezelfde ontluchtingssnelheid moet gebruiken.

Gecontroleerde ontluchting in beide richtingen

• Hogesnelheidstoepassingen: Bij hogesnelheidstoepassingen, zoals verpakking, sorteersystemen of assemblagelijnen, is de snelheid van bediening cruciaal. Een 5/2-weg magneetventiel met gescheiden uitlaatpaden kan zorgen voor snellere luchtdrukontluchting, wat resulteert in snellere bedieningstijden.
• Precisietoepassingen: Bij toepassingen die nauwkeurige bewegingscontrole vereisen, zoals in robotica of precisiebewerking, kunnen gescheiden uitlaatpaden betere controle bieden over de bedieningssnelheid in beide richtingen.
• Veiligheidskritische toepassingen: Bij veiligheidskritische toepassingen waar het falen van één onderdeel ernstige gevolgen kan hebben, kunnen gescheiden uitlaatpaden redundantie bieden. Als één uitlaatpad faalt, kan het andere nog steeds functioneren.

Dezelfde ontluchting in beide richtingen

• Toepassingen met enkelwerkende cilinders: Bij toepassingen met enkelwerkende cilinders waar veerretour wordt gebruikt, is een gemeenschappelijk uitlaatpad (vierweg luchtventiel) voldoende omdat de retouractie niet afhankelijk is van de uitlaatlucht.
• Minder kritische snelheidstoepassingen: Bij toepassingen waar de snelheid van bediening niet kritisch is, kan een gemeenschappelijk uitlaatpad worden gebruikt. Dit kan algemene pneumatische systemen, deuropeners of eenvoudige mechanische bewegingen omvatten.
• Kostengevoelige toepassingen: 4-weg 2-positie magneetventielen kunnen goedkoper zijn dan 5-weg magneetventielen. Als de toepassing geen hoge snelheid of precisie vereist, kan een 4/2-weg pneumatisch ventiel kosteneffectiever zijn.

Selectiecriteria

1. Aansluitmaat: Aansluitingsmaten variëren van kleine maten zoals 1/8 inch en M3 tot grotere maten zoals 1/2 inch en QS-8, geschikt voor verschillende leidingen en buizensystemen.
2. Aansluitingstype: Deze kleppen bieden diverse aansluitingstypes, waaronder flens, schroefdraad (NPT, BSPP-G), metrische schroefdraad, NAMUR, en aansluitplaat.
3. Functie: De kleppen kunnen worden geconfigureerd voor verschillende functies zoals normaal gesloten, bistabiel, monostabiel, vergrendeling, bistabiel dominant, en ontlucht.
4. Spanning: Ze ondersteunen een breed scala aan spanningsopties, waaronder 12 V DC, 24 V AC/DC, 110 V AC, 115 V AC, 230 V AC, en 22 V DC, geschikt voor verschillende elektrische systemen en vereisten.
5. Materiaal: Vervaardigd uit materialen zoals aluminium, RVS, en verschillende aluminiumlegeringen (sommige geanodiseerd of gelakt), bieden deze kleppen duurzaamheid en weerstand tegen omgevingsfactoren.
6. Afdichtingsmateriaal: Afdichtingsmaterialen zoals NBR, FKM, HNBR, thermoplastisch polyurethaan, en andere zorgen voor compatibiliteit met verschillende media en bedrijfsomstandigheden, en bieden betrouwbare afdichtingsprestaties.
   1. Opmerking: Lees onze gids voor chemische bestendigheid van materialen voor meer informatie over de behuizing en afdichtingsmaterialen.
7. Max. druk: De kleppen kunnen maximale drukken aan van 7 tot 12 bar (101,5 tot 174 psi), waardoor ze geschikt zijn voor verschillende industriële toepassingen met uiteenlopende drukvereisten.
8. Min. drukverschil: Ze werken effectief met minimale drukverschillen van -0,95 tot 3 bar (-13,78 tot 43,51 psi).
9. Klepboring: Klepboringmaten variëren van 1 tot 50 mm (0,039 tot 1,969 in), wat opties biedt voor verschillende stroomcapaciteiten en systeemvereisten.
10. Kv-waarde [m³/h]: Met Kv-waarden variërend van 0 tot 4 m³/h bieden deze kleppen nauwkeurige stromingscontrole voor verschillende toepassingen.
11. Min. temperatuur: Ze kunnen functioneren bij temperaturen tot -25 °C (-13 °F), waardoor ze geschikt zijn voor koude omgevingen.
12. Max. temperatuur: De maximale bedrijfstemperaturen variëren van 40 tot 70 °C (104 °F tot 158 °F), geschikt voor verschillende thermische omstandigheden.
13. Beschermingsgraad (IP): IP-classificaties zoals IP40, IP65 en IP67 geven het beschermingsniveau tegen stof en water aan, wat betrouwbaarheid in verschillende omgevingen garandeert.
14. Nominaal vermogen [W]: Met een nominaal stroomverbruik variërend van 0 tot 5 watt zijn deze kleppen ontworpen voor energiezuinige werking.
15. Max. stuurdruk: Max. stuurdruk is voor pilootgestuurde kleppen met een externe piloottoevoer. De maximale stuurdrukopties van 8 en 10 bar (116,03 tot 145,04 psi) maken nauwkeurige controle mogelijk in veeleisende toepassingen.
16. Min. stuurdruk: Minimale stuurdrukken van 0,5 tot 3 bar (7,25 tot 43,51 psi).
17. Max. debiet [l/min]: De kleppen ondersteunen maximale debieten van 80 tot 4500 l/min, geschikt voor zowel lage als hoge doorstroomtoepassingen.
18. Goedkeuring: Goedkeuringen zoals ATEX Zone 1 en 21, cULus, KC EMC, EU EMC, en RCM Mark zorgen voor naleving van veiligheids- en regelgevingsnormen.
19. Terugstelling: Terugstellingsopties omvatten veerretour, luchtveertretour, mechanische veer, en pneumatische veer.

Veelgestelde vragen

Wat is een 5/2-weg magneetventiel?

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

Wat is een 4-weg magneetventiel?

Een vierweg-tweestanden ventiel heeft vier poorten en twee posities. Twee poorten voeren lucht aan naar beide zijden van een dubbelwerkend magneetventiel en de resterende poort handelt de uitlaat van de cilinder af.