Wenn Sie mit hydraulischen Systemen arbeiten, kann die Wahl des richtigen Wegeventils den entscheidenden Unterschied machen. Das Wegeventil 4WE 10 D von Rexroth hat sich für viele Industrieanwendungen als zuverlässige Wahl etabliert und es gibt gute Gründe, warum Ingenieure immer wieder darauf zurückgreifen.
Was den 4WE 10 D besonders macht
Das Rexroth 4WE 10 D ist ein magnetbetriebenes Wegeventil, das steuert, wie Hydraulikflüssigkeit durch ein System fließt. Stellen Sie es sich als Verkehrskontrolleur für Öl oder andere Hydraulikflüssigkeiten vor. Wenn Strom durch seine Spulen fließt, verschiebt das Ventil seine Position und leitet die Flüssigkeit zu verschiedenen Teilen Ihrer Maschine um.
Dieses Ventil entspricht dem Größenstandard NG10, der auch CETOP 5 oder ISO 4401-05 genannt wird. In der Praxis bedeutet dies, dass es hohe Druck- und Durchflussraten bewältigen kann und dennoch den Standardmontagemustern entspricht, die die meisten Hydrauliksysteme verwenden.
Die Zahlen im Namen verraten Ihnen wichtige Informationen. Die „4“ bedeutet, dass es vier Hauptanschlüsse hat, durch die Flüssigkeit ein- und austritt. Das „WE“ weist darauf hin, dass es sich um ein Wegeventil handelt, das durch Magnetspulen betätigt wird. Die „10“ bezieht sich auf seine Nenngröße und das „D“ beschreibt eine bestimmte Spulenkonfiguration, die bestimmt, wie sich das Ventil verhält, wenn es sich in seiner neutralen Position befindet.
Druck- und Durchflussfähigkeiten
Eines der herausragenden Merkmale des Wegeventils 4WE 10 D für Rexroth ist seine Fähigkeit, hohe Drücke zu bewältigen. Die Hauptarbeitsanschlüsse können bis zu 350 bar bewältigen, was etwa 5.076 PSI entspricht. Das ist genug Druck, um anspruchsvolle Industrieaufgaben ohne Schweißausbrüche zu bewältigen.
Bei der Durchflussleistung bewältigt dieses Ventil je nach Modellvariante zwischen 120 und 160 Liter pro Minute. Nach amerikanischen Maßstäben sind das ungefähr 32 bis 42 Gallonen pro Minute. Dieses Sortiment gibt Ihnen die Flexibilität, das Ventil an die Anforderungen Ihres Systems anzupassen, ohne Ihre Komponenten zu über- oder zu unterdimensionieren.
Der Rücklaufanschluss hat eine untere Druckgrenze, typischerweise etwa 210 bar. Dies ist wichtig, denn wenn Sie ein System entwerfen, müssen Sie sicherstellen, dass in der Rücklaufleitung kein zu hoher Druck aufgebaut wird. Andernfalls könnten Sie den Federmechanismus des Ventils beschädigen oder das Gehäuse über seine konstruktiven Grenzen hinaus belasten.
Das Wet-Pin-Solenoid-Design
Der 4WE 10 D verwendet ein sogenanntes Wet-Pin-Solenoid-Design, und diese Funktion verdient einige Aufmerksamkeit. Bei diesem Aufbau sitzt die Stößelstange des Magnetventils im Hydrauliköl und ist nicht vollständig davon abgedichtet.
Diese Designwahl bringt mehrere praktische Vorteile mit sich. Das Hydrauliköl fungiert als Kühlmittel und leitet die Wärme von der elektrischen Spule ab. Dies trägt dazu bei, dass die Magnetspule länger hält und zuverlässiger arbeitet, insbesondere wenn Sie das Ventil häufig betätigen. Das Öl schmiert auch die beweglichen Teile, was den Verschleiß mit der Zeit verringert.
Unter dem Gesichtspunkt der Wartung sind Wet-Pin-Magnetspulen praktisch. Sie können die Spule austauschen, ohne das Hydrauliksystem entleeren oder in versiegelte Druckkammern eindringen zu müssen. Dies spart Zeit bei Reparaturen und verringert das Risiko einer Verunreinigung Ihrer Hydraulikflüssigkeit. Die Spule kann sogar um 90 oder 360 Grad gedreht werden, um in enge Einbauräume zu passen, was Ihnen mehr Möglichkeiten bei der Montage des Ventils bietet.
Schaltgeschwindigkeit und Dämpfungsregelung
Wenn Sie das Wegeventil 4WE 10 D für Rexroth mit Gleichstrom bestromen, schaltet es beim Einschalten typischerweise in 45 bis 70 Millisekunden und beim Ausschalten in 35 bis 45 Millisekunden. Diese Reaktionszeiten eignen sich gut für die meisten industriellen Automatisierungsanforderungen.
Was dieses Ventil von vielen Mitbewerbern unterscheidet, ist seine einstellbare Dämpfungsfunktion. Bei einigen Versionen können Sie die Geschwindigkeit verlangsamen, mit der sich die Spule beim Positionswechsel bewegt. Durch den Einsatz einstellbarer Drosselschrauben oder fester Blenden können Sie die Schaltzeit bei Bedarf auf über 100 Millisekunden verlängern.
Warum sollten Sie ein langsameres Ventil wollen? In Systemen mit großen Zylindern oder schweren Lasten können sofortige Richtungsänderungen zu Druckspitzen führen, die Ihre Rohre und Armaturen durchschlagen. Dieses Phänomen, manchmal auch Wasserschlag genannt, kann Komponenten beschädigen und die Lebensdauer Ihres Systems verkürzen. Die eingebaute Dämpfung trägt dazu bei, diese Übergänge zu glätten, ohne dass separate Stoßdämpfer in Ihren Rohrleitungen erforderlich sind.
Das Ventil kann bis zu 15.000 Schaltzyklen pro Stunde bewältigen und eignet sich daher für Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien, bei denen das Ventil den ganzen Tag über wiederholt geöffnet und geschlossen werden muss.
Spool-Konfigurationen und Betriebslogik
Das „D“ in der Bezeichnung 4WE 10 D bezieht sich auf ein bestimmtes Spulensymbol, Rexroth bietet diese Ventilplattform jedoch mit vielen verschiedenen Spulenkonfigurationen an. Sie können es unter anderem in 4/3-Konfigurationen (vier Anschlüsse, drei Positionen) oder 4/2-Konfigurationen (vier Anschlüsse, zwei Positionen) erhalten.
Jeder Spulentyp erzeugt unterschiedliche Strömungswege, wenn sich das Ventil in seiner neutralen oder mittleren Position befindet. Einige Konfigurationen schließen im stromlosen Zustand alle Anschlüsse, wodurch die Zylinder an Ort und Stelle bleiben. Andere schließen die Pumpe an den Tank an, was die Pumpe entlastet und Energie spart. Die Wahl hängt davon ab, was Ihr System tun soll, wenn das Ventil nicht aktiv geschaltet wird.
Das Wegeventil 4WE 10 D für Rexroth gibt es sowohl in Federrückstellung als auch in Rastausführung. Federrückstellventile kehren automatisch in die Ausgangsposition zurück, wenn Sie die Stromversorgung unterbrechen, was oft aus Sicherheitsgründen wichtig ist. Rastversionen bleiben in ihrer letzten Position, bis Sie ein weiteres Signal senden. Dies eignet sich besser für Anwendungen, bei denen Sie bei Stromausfällen etwas an Ort und Stelle halten müssen.
Elektrische Spezifikationen
Dieses Ventil funktioniert mit einer Vielzahl elektrischer Systeme. Sie können es mit Gleichspannungen von 12 V bis hin zu 230 V oder mit verschiedenen Wechselspannungsoptionen bestellen. Der Standard-Gleichstrommagnet verbraucht etwa 30 bis 35 Watt Leistung.
Die elektrischen Anschlüsse gibt es in verschiedenen Ausführungen, darunter auch Steckverbinder nach DIN-Norm. Das Ventil verfügt über die Schutzart IP65, sodass es problemlos Staub und Spritzwasser aushält. Die Isolierung entspricht den VDE-Standards der Klasse F und eignet sich daher für Industrieumgebungen, in denen elektrische Sicherheit wichtig ist.
Für die Fehlerbehebung oder den Notfallbetrieb verfügen viele Versionen über manuelle Überbrückungsoptionen. Damit können Sie das Ventil mechanisch schalten, wenn Sie ein System einrichten oder bei einem Stromausfall etwas bewegen müssen.
Wo dieses Ventil verwendet wird
Der 4WE 10 D kommt in vielen verschiedenen Branchen zum Einsatz, weil er Leistung und Zuverlässigkeit in Einklang bringt. In Schiffsanwendungen steuert es Steuersysteme auf Schiffen, steuert Kräne, die Fracht be- und entladen, und verstellt Propeller mit variabler Steigung. Diese Umgebungen erfordern Ventile, die auch unter rauen Bedingungen kontinuierlich laufen können, und das Rexroth-Design hält salzhaltiger Luft und Vibrationen gut stand.
Fertigungsbetriebe nutzen das Wegeventil 4WE 10 D von Rexroth in Werkzeugmaschinen, Spritzgießanlagen und Umformpressen. Die Fähigkeit zur hohen Schaltfrequenz macht es nützlich für die automatisierte Produktion, bei der das Ventil tausende Male pro Schicht schaltet. Die Dämpfungseinstellung trägt dazu bei, Stoßschäden an Präzisionskomponenten dieser Maschinen zu verhindern.
Auch Bau- und Mobilgeräte verlassen sich auf diese Ventilplattform, allerdings kommen bei diesen Anwendungen oft leicht unterschiedliche Varianten zum Einsatz, die für die Mobilhydraulik optimiert sind.
Wartung und Flüssigkeitsreinheit
Wie die meisten Präzisionshydraulikkomponenten benötigt auch der 4WE 10 D sauberes Öl, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Die Abstände zwischen Spule und Ventilkörper werden in Mikrometern gemessen und Schmutzpartikel können recht schnell zu Verschleiß und internen Leckagen führen.
Rexroth gibt an, dass die Hydraulikflüssigkeit den Reinheitsstandards NAS 1638 Klasse 9 entsprechen muss. Sie benötigen ein gutes Filtersystem mit einem Beta-Verhältnis von mindestens 75 für 10-Mikron-Partikel. Das hört sich vielleicht zu streng an, aber bei 15.000 Zyklen pro Stunde summieren sich die Schäden durch Kontamination schnell.
Zur regelmäßigen Wartung gehören die Überprüfung der Flüssigkeitsreinheit, die Prüfung auf Lecks und der gelegentliche Austausch von Dichtungssätzen. Die Dichtungssätze enthalten typischerweise neun O-Ringe und werden mit Teilenummern wie R961006886 für neuere Serien geliefert. Aufgrund des Wet-Pin-Designs können Sie die Magnetspule oft ohne große Demontage austauschen, was die Ausfallzeiten kurz hält.
Vergleich mit anderen Optionen
Das Wegeventil 4WE 10 D für Rexroth konkurriert in der NG10-Kategorie mit Ventilen von Parker, Eaton und anderen großen Herstellern. Die D3W-Serie von Parker bietet ähnliche Druckwerte um 345 bar. Auch die DG4V-5-Serie von Eaton arbeitet in vergleichbaren Druckbereichen, allerdings variieren die Spezifikationen je nach Modell.
Was die Rexroth-Option auszeichnet, ist vor allem die integrierte Dämpfungsfähigkeit. Während andere Hersteller robuste und reaktionsschnelle Ventile herstellen, verfügen viele über keine integrierte Stoßdämpfung. Wenn Sie diese Funktion benötigen, müssen Sie Ihrem System externe Drosseln oder Kissen hinzufügen, was Platz beansprucht und die Komplexität erhöht.
Es gibt auch kompatible Alternativen von Unternehmen wie Huade, die denselben Montagestandards folgen und günstigere Preise bieten. Diese können für weniger kritische Anwendungen gut funktionieren, Sie sollten jedoch die tatsächlichen Leistungsdaten sorgfältig vergleichen, insbesondere die maximalen Durchflussraten und Daten zur Langzeitbeständigkeit.
Überlegungen zur Installation
Der 4WE 10 D wird nach dem Standardmuster ISO 4401-05 auf einer Unterplatte montiert. Die Bolzenlöcher haben einen Abstand von 80 x 32 Millimetern, was dem Industriestandard für diese Größenklasse entspricht. Diese Standardisierung bedeutet, dass Sie oft zwischen Ventilen verschiedener Hersteller wechseln können, ohne Ihren Verteiler oder Ihre Anschlussplatte neu entwerfen zu müssen.
Achten Sie beim Einbau des Ventils auf die Anschlussmarkierungen. Anschluss P verbindet sich mit Ihrer Pumpe, Anschlüsse A und B gehen zu Ihrem Stellantrieb und Anschluss T führt zurück zum Tank. Wenn Sie diese vertauschen, funktioniert Ihr System nicht mehr ordnungsgemäß und es könnte zu Schäden an der Ausrüstung kommen.
Das Wegeventil 4WE 10 D für Rexroth kann bei Umgebungstemperaturen von minus 15 Grad Celsius bis zu 70 Grad Celsius betrieben werden. Die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit beeinflusst die Schaltzeiten, da sich die Ölviskosität mit der Temperatur ändert. Wenn Ihr System extremer Kälte oder Hitze ausgesetzt ist, müssen Sie dies möglicherweise bei Ihren Zeitberechnungen berücksichtigen.
Spezielle Varianten für explosionsgefährdete Bereiche
Für Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen bietet Rexroth ATEX-zertifizierte Versionen dieses Ventils an. Die WE...XE-Serie funktioniert in Umgebungen der Zone 2, in denen explosive Gase oder Staub vorhanden sein können, dies jedoch normalerweise nicht zu erwarten ist. Die WE...XN-Serie eignet sich für Zone-3-Bedingungen mit geringerem Explosionsrisiko.
Diese explosionsgeschützten Varianten verwenden spezielle Spulenkonstruktionen und Schutzgehäuse, die Zündquellen verhindern. Wenn Sie in petrochemischen Anlagen, Bergbaubetrieben oder Offshore-Plattformen arbeiten, benötigen Sie diese zertifizierten Versionen, um die Sicherheitsvorschriften einzuhalten.
Machen Sie Ihr System zukunftssicher
Da industrielle Systeme zunehmend automatisiert und vernetzt werden, werden Diagnosefunktionen immer wertvoller. Während das Basisventil 4WE 10 D ein einfaches Auf-Zu-Ventil ist, bietet Rexroth eine verbesserte Plattform namens 4WEH 10-Serie an, die zusätzlich Positionsüberwachung und elektronische Hubeinstellung bietet.
Diese fortschrittlichen Versionen verwenden das gleiche bewährte Ventilkörper- und Spulendesign wie das Standardmodell 4WE 10 D, verfügen jedoch über Sensoren, die Ihnen sagen, wo sich die Spule befindet. Dieses Feedback hilft bei der vorausschauenden Wartung und Zustandsüberwachung. Wenn Sie ein System bauen, das Industrie 4.0-Standards erfüllen muss oder eine Zertifizierung der funktionalen Sicherheit erfordert, bietet Ihnen die 4WEH-Plattform einen Upgrade-Pfad, ohne das grundlegende Design des Hydraulikkreislaufs zu ändern.
Die richtige Wahl treffen
Das Wegeventil 4WE 10 D für Rexroth stellt einen soliden Mittelweg zwischen Leistung und Praxistauglichkeit dar. Es bewältigt hohe Drücke und Durchflussraten, ohne für einfache Anwendungen überdimensioniert zu sein. Das Design des Magnetventils mit nassen Stiften erleichtert die Wartung und die einstellbare Dämpfungsfunktion trägt dazu bei, empfindliche Systeme vor hydraulischen Stößen zu schützen.
Wenn Sie dieses Ventil spezifizieren, stellen Sie sicher, dass Sie wissen, welche Serie Sie erhalten. Die Serien 3X und 5X weisen einige Unterschiede in den maximalen Druckwerten auf, wobei neuere 5X-Versionen 350 bar erreichen, verglichen mit 315 bar bei einigen älteren Varianten. Wenn Sie Hochspannungsspulen wie 96 V oder 205 V Gleichstrom verwenden, denken Sie daran, dass Sie den maximalen Durchfluss um zehn Prozent reduzieren müssen, um eine Überhitzung des Magneten zu vermeiden.
Der Schlüssel zu einer langen Lebensdauer liegt in der Aufrechterhaltung der richtigen Flüssigkeitsreinheit und der Einhaltung der empfohlenen Filterstandards. Dies ist nicht optional, wenn Sie möchten, dass das Ventil seine erwartete Betriebslebensdauer erreicht. Bei gutem Flüssigkeitsmanagement und regelmäßigem Austausch der Dichtungen können diese Ventile Millionen von Zyklen im industriellen Einsatz liefern.
Unabhängig davon, ob Sie ein neues System entwerfen oder ein vorhandenes Ventil ersetzen, bietet das 4WE 10 D bewährte Zuverlässigkeit mit ausreichend Flexibilität für viele verschiedene Anwendungen. Aufgrund des standardisierten Montagemusters und der großen Auswahl an Spulenkonfigurationen können Sie in der Regel eine Version finden, die Ihren Anforderungen entspricht, ohne dass kundenspezifische Änderungen erforderlich sind.
