Wanneer mensen informatie zoeken over de richtingsregelklep WE 5 voor Rexroth, willen ze meestal begrijpen wat deze klep doet, hoe deze werkt en of deze aan hun behoeften voldoet. De WE 5-aanduiding verwijst naar een specifieke maatcategorie in het kleppenprogramma van Rexroth, maar het verhaal is interessanter dan slechts één kleppenmodel.
Wat is de directionele regelklep WE 5
De originele WE 5 van Rexroth was een directionele regelklep gebouwd volgens de NG5-maatstandaard. Deze kleppen regelden de hydraulische vloeistofstroom in systemen die gematigde druk en stroomsnelheden nodig hadden. De traditionele WE 5 kan een druk tot 250 bar en een debiet tussen 14 en 20 liter per minuut aan. Jarenlang heeft dit prestatieniveau goed gewerkt voor kleinere hydraulische systemen zoals compacte machines en licht-industriële apparatuur.
Moderne industriële toepassingen vereisen echter meer vermogen en hogere stroomsnelheden. Dit is waar de evolutie van de directionele regelklep WE 5 belangrijk wordt. Rexroth ontwikkelde de 5X-serie, waartoe de 5-.WE 10-modellen behoren. Deze nieuwere kleppen behouden de ontwerpfilosofie van de originele WE 5, maar schalen op naar NG10-formaat. Het resultaat is een klep die tot 160 liter per minuut kan verwerken bij een druk tot 420 bar. Wanneer ingenieurs tegenwoordig op zoek zijn naar een directionele regelklep WE 5, kiezen ze vaak voor deze NG10-modellen omdat ze voldoen aan de huidige prestatie-eisen.
De directionele regelklep WE 5-familie volgt internationale normen zoals ISO 4401-05 en NFPA D05. Deze standaardisatie betekent dat de kleppen op standaard onderplaten kunnen worden gemonteerd en vergelijkbare kleppen van andere fabrikanten kunnen vervangen zonder het hele systeem opnieuw te ontwerpen.
Hoe de klep binnenin werkt
De basisstructuur van een richtingsregelklep WE 5 is eenvoudig. Binnenin het kleplichaam zit een glijdende spoel die heen en weer beweegt om verschillende poorten met elkaar te verbinden. Wanneer de spoel van positie verandert, verandert deze welke poorten met elkaar verbonden zijn. De spoel kan bijvoorbeeld poort P (druk) verbinden met poort A, terwijl poort B wordt aangesloten op poort T (tank). Wanneer de spoel de andere kant op beweegt, worden deze verbindingen omgedraaid.
Wat zorgt ervoor dat de directionele regelklep WE 5 deze spoel beweegt? Het antwoord is een elektromagnetische solenoïde. Rexroth gebruikt wat zij een "nat" solenoïdeontwerp noemen. De solenoïde zit in de hydraulische vloeistof en is er niet van afgedicht. Dit klinkt misschien riskant, maar het zorgt feitelijk voor betere koeling en een langere levensduur. De hydraulische vloeistof voert warmte af van de spoel, waardoor de solenoïde continu kan werken zonder oververhitting.
Wanneer u de stroom naar de solenoïde uitschakelt, duwen veren in de klep de spoel terug naar de middenpositie. Verschillende veerconfiguraties creëren verschillend gedrag. De standaardopstelling maakt gebruik van terugstelveren aan beide zijden. Sommige versies gebruiken sterkere veren om de klepschakelaar sneller te maken. Andere versies elimineren veren volledig voor speciale toepassingen waarbij de spoel in welke positie dan ook moet blijven staan.
Veel WE 5-modellen met directionele regelklep zijn voorzien van een handmatige override-functie. Dit is een drukknop bovenop het ventiel waarmee iemand de spoel met de hand kan bewegen. Tijdens het instellen of oplossen van problemen blijkt deze handmatige bediening zeer nuttig. U kunt het systeem testen zonder elektrische stroom aan te sluiten.
Prestatiemogelijkheden en limieten
De moderne NG10-versies van het Directional Control Valve WE 5-systeem kunnen indrukwekkende prestatiecijfers behalen. Standaardmodellen werken bij een druk van 350 bar, terwijl speciale versies geschikt zijn voor 420 bar. De doorstroomcapaciteit bereikt 160 liter per minuut bij werking op gelijkspanning, of 120 liter per minuut bij wisselspanning na gelijkrichting.
Het temperatuurbereik loopt van min 30 graden Celsius tot plus 80 graden Celsius. De klep werkt met hydraulische vloeistoffen variërend van zeer dun (2,8 vierkante millimeter per seconde) tot vrij dik (500 vierkante millimeter per seconde). Deze flexibiliteit betekent dat één klepontwerp veel verschillende toepassingen bedient.
Hoge prestaties brengen echter enkele overwegingen met zich mee. Wanneer vloeistof met maximale snelheid door de klep stroomt, worden de hydraulische krachten die op de spoel inwerken aanzienlijk. Deze krachten kunnen instabiliteit of trillingen veroorzaken. Om dit te beheren biedt Rexroth gasklepcartridges die in de poorten worden geïnstalleerd. Deze cartridges beperken de doorstroming enigszins, waardoor de dynamische krachten worden verminderd en de werking wordt vergemakkelijkt. De wisselwerking is een hogere drukval over de klep, maar de verbeterde stabiliteit is meestal de moeite waard.
Interne lekkage is een ander kenmerk van het ontwerp van de directionele regelklep WE 5. Alle regelventielen lekken wat vloeistof langs de spoel, omdat de spoel speling nodig heeft om vrij te kunnen bewegen. Deze lekkage neemt geleidelijk toe naarmate de klep gedurende duizenden cycli verslijt. Voor toepassingen waarbij lasten gedurende lange perioden op hun plaats moeten worden gehouden, biedt de richtingsregelklep WE 5 alleen mogelijk niet voldoende houdkracht. Het toevoegen van externe terugslagkleppen of het kiezen van een spoelconfiguratie met gesloten midden helpt dit probleem op te lossen.
Elektrische bediening en responstijd
De elektrische kant van de richtingsregelklep WE 5 werkt op standaard industriële spanningen. DC-versies accepteren 12, 24, 110 of 220 volt, waarbij 24 volt het meest voorkomt. AC-versies hebben een gelijkrichterconnector nodig om wisselstroom om te zetten in de gelijkstroom die de solenoïde nodig heeft.
Het stroomverbruik varieert van 17 tot 38 watt, afhankelijk van het specifieke model. De kleppen zijn geschikt voor een werkcyclus van 100 procent, wat betekent dat ze continu bekrachtigd kunnen blijven zonder schade. Deze continue beoordeling is belangrijk omdat veel hydraulische systemen gedurende langere perioden een positie behouden.
De responstijd varieert op basis van verschillende factoren. Standaardmagneten hebben tussen de 65 en 150 milliseconden nodig om in te schakelen en tussen de 48 en 104 milliseconden om uit te schakelen. Deze tijden lijken misschien snel, maar sommige applicaties hebben een nog snellere reactie nodig. Rexroth biedt pulsbreedtemodulatiecartridges die de schakeltijd halveren. Deze PWM-cartridges pulseren de solenoïdespanning snel in een gecontroleerd patroon dat de spoelbeweging versnelt.
Een andere PWM-optie vermindert het energieverbruik in plaats van de snelheid te verbeteren. Deze energiereductiecartridge verlaagt de spoeltemperatuur met minimaal 30 graden Celsius. Een lagere temperatuur verlengt de levensduur van de klep in warme omgevingen of zware toepassingen. Ingenieurs moeten kiezen tussen optimaliseren voor snelheid of optimaliseren voor thermisch beheer. Het Directional Control Valve WE 5-systeem biedt opties voor beide prioriteiten.
Wanneer de solenoïde uitschakelt, genereert het instortende magnetische veld een spanningspiek. Deze piek kan gevoelige elektronica beschadigen die op dezelfde voeding is aangesloten. Standaard K4-magneten hebben externe onderdrukkingsdiodes nodig om deze spanning onder de 500 volt te houden. De K72L-solenoïdeversie bevat geïntegreerde bescherming, die de bedrading vereenvoudigt en naleving van de elektrische veiligheidsnormen garandeert.
De juiste spoelconfiguratie kiezen
De spoel in een directionele regelklep WE 5 bepaalt wat de klep in elke positie doet. De meest voorkomende zijn spoelen met vier richtingen en drie posities. Deze spoelen hebben vier poorten (P, T, A, B) en drie verschillende posities (links, midden, rechts).
Het gedrag van de middenpositie is bijzonder belangrijk. Een "E"-spoel sluit alle vier de poorten in de middenpositie. Hierdoor ontstaat een gesloten centrum dat de lading op zijn plaats vergrendelt en druk opbouwt bij de pomp. De E-configuratie biedt maximale belastinghoudbaarheid, maar vereist een ontlastklep om de pomp tegen overdruk te beschermen.
Een "H" -spoel sluit de poorten P, A en B terwijl T in de middenpositie wordt aangesloten. Hierdoor wordt de pomp ontlast naar de tank, waardoor energieverspilling wordt verminderd wanneer de klep gecentreerd is. De lading blijft vergrendeld omdat A en B gesloten zijn, maar de houdkracht is niet zo sterk als bij een E-spoel.
Een "J" -spoel sluit P terwijl A, B en T in de middenpositie met elkaar worden verbonden. Hierdoor kan de lading vrij zweven en kan thermische uitzetting naar de tank ontsnappen. De J-configuratie is handig voor systemen die gemakkelijk in de neutrale positie moeten kunnen bewegen of om drukopbouw als gevolg van temperatuurveranderingen te voorkomen.
Het kiezen van het verkeerde spoeltype veroorzaakt problemen. Als u bijvoorbeeld een H-spoel gebruikt bij een verticale heftoepassing, kan de lading langzaam naar beneden drijven als gevolg van interne lekkage. Een E-spoel zou beter vasthouden. Aan de andere kant zou het gebruik van een E-spoel op een horizontale as die vrij moet kunnen bewegen ervoor zorgen dat het systeem stijf aanvoelt en energie verspilt. Als u uw toepassing begrijpt, kunt u de juiste directionele regelklep WE 5-configuratie selecteren.
Installatie- en onderhoudsoverwegingen
Het installeren van een directionele regelklep WE 5 vereist aandacht voor een paar belangrijke punten. De klep wordt gemonteerd op een onderplaat die moet voldoen aan de ISO 4401-05-normen. Rexroth-subplaten hebben specifieke onderdeelnummers en moeten afzonderlijk worden besteld. Voordat u de klep installeert, moet u ervoor zorgen dat de subplaat schoon is en goed op het spruitstuk of blok is geïnstalleerd.
Voor de elektrische aansluitingen worden standaardconnectoren volgens DIN EN 175301-803 gebruikt. De connector kan 90 graden worden gedraaid om tegemoet te komen aan verschillende behoeften op het gebied van draadgeleiding. Sommige connectoren bevatten ingebouwde gelijkrichters voor AC-werking, terwijl andere LED-indicatoren toevoegen voor visuele bevestiging van de solenoïdestatus.
Vloeibare reinheid is belangrijker dan de meeste mensen beseffen. De spelingen in de directionele regelklep WE 5 bedragen slechts enkele micrometers. Verontreinigingsdeeltjes kunnen de spoel blokkeren, waardoor de klep vastloopt of niet meer verschuift. Filtratie tot 25 micrometer of fijner wordt sterk aanbevolen. Regelmatig filteronderhoud voorkomt de meeste klepproblemen.
De klep werkt met hydraulische oliën op minerale basis en verschillende soorten biologisch afbreekbare vloeistoffen. Afdichtingsmaterialen zijn verkrijgbaar in NBR (nitril) voor standaardoliën of FKM (Viton) voor synthetische vloeistoffen en hoge temperaturen. Zorg ervoor dat het afdichtingsmateriaal overeenkomt met de vloeistof in uw systeem.
Het onderhoud is relatief eenvoudig. De magneetspoelen zijn vervangbaar zonder de klep uit het systeem te verwijderen. Controleer de spoelweerstand periodiek om degradatie te detecteren voordat er een storing optreedt. Als de klep langzaam reageert of niet meer verschuift, is vervuiling de meest waarschijnlijke oorzaak. Doorspoelen van het systeem en vervangen van filters lost het probleem meestal op. Versleten interne componenten kunnen worden vervangen door originele Rexroth-reserveonderdelen, die doorgaans tot tien jaar na productie leverbaar zijn.
Het nemen van de aankoopbeslissing
Wanneer u besluit een directionele regelklep WE 5 of het moderne NG10-equivalent ervan te kopen, beïnvloeden verschillende factoren de keuze. Controleer eerst uw stroom- en drukvereisten. Als je bij matige druk minder dan 20 liter per minuut nodig hebt, kan een traditioneel NG5-formaat voldoende zijn. Voor hogere prestaties zijn de NG10-modellen uit de 5X-serie de huidige standaard.
Ten tweede: houd rekening met de elektrische spanning die in uw instelling beschikbaar is. De 24-volt DC-versie wordt het meest gebruikt in de industriële automatisering, terwijl de 110- of 220-volt-opties geschikt zijn voor verschillende regio's en toepassingen.
Ten derde, beoordeel of u speciale functies nodig heeft, zoals snel schakelen, energiereductie of positiebewaking. Deze opties verhogen de kosten, maar bieden echte voordelen bij veeleisende toepassingen.
Prijs varieert aanzienlijk, afhankelijk van specificaties en leverancier. Geautoriseerde distributeurs en industriële leveranciers leveren deze kleppen, vaak met technische ondersteuning om te helpen bij de selectie. Bulkaankopen komen doorgaans in aanmerking voor volumekortingen. De officiële Rexroth-catalogus biedt gedetailleerde specificaties en bestelcodes om ervoor te zorgen dat u precies de juiste klep krijgt.
Alternatieve leveranciers bieden compatibele kleppen aan tegen lagere prijzen, maar de compatibiliteit en betrouwbaarheid kunnen variëren. Voor kritische toepassingen bieden originele Rexroth-kleppen een betere waarde op lange termijn dankzij consistente prestaties en beschikbaarheid van onderdelen.
Praktische toepassingen en succesfactoren
De richtingsregelklep WE 5 en zijn nakomelingen vinden huizen in talloze toepassingen. Spuitgietmachines gebruiken ze om matrijsklemmen en uitwerpers aan te sturen. Robotsystemen vertrouwen erop voor nauwkeurige bewegingscontrole. Vorkheftrucks zijn ervan afhankelijk voor de stuur- en heffuncties. Metaalvormpersen, werktuigmachines en materiaalbehandelingsapparatuur zijn allemaal voorzien van deze kleppen.
Succes bij de installatie van een directionele regelklep WE 5 hangt af van de afstemming van de klep op de toepassingsvereisten. Toepassingen met een hoog debiet hebben gaskleppatronen nodig om de stabiliteit te behouden. Omgevingen met hoge temperaturen profiteren van energiebesparende elektromagneten. Voor lasthoudende toepassingen zijn spoelen met een gesloten midden en mogelijk externe terugslagkleppen nodig.
Het elektrische systeem moet de juiste spanning leveren en bescherming bieden tegen spanningspieken. Het ontwerp van het hydraulisch systeem moet rekening houden met drukval door de klep en voor voldoende filtratie zorgen.
Regelmatig onderhoud verlengt de levensduur van de klep en voorkomt onverwachte stilstand. Eenvoudige praktijken zoals het bewaken van de filterconditie, het controleren op externe lekkage en het testen van de respons van de solenoïde zorgen ervoor dat het systeem betrouwbaar blijft werken.
De evolutie van de originele WE 5 naar de moderne 5X-serie laat zien hoe industriële hydraulische componenten vooruitgaan om aan veranderende behoeften te voldoen. Door zowel het erfgoed als de huidige mogelijkheden te begrijpen, kunnen ingenieurs weloverwogen beslissingen nemen over welke directionele regelklep WE 5-variant het beste aansluit bij hun toepassing. Met de juiste selectie, installatie en onderhoud leveren deze kleppen jarenlange betrouwbare service in veeleisende industriële omgevingen.
