Solenoid Valves

Bei 2/2-Wege-Magnetventilen sind fünf Kriterien vorrangig: Betätigungsart (direkt gesteuert oder vorgesteuert), Nennweite und Druckbereich, Spannungsversorgung der Spule, Dichtungswerkstoff sowie die Schutzart des Gehäuses.

Direktgesteuerte Ventile arbeiten unabhängig vom Differenzdruck und sind für drucklose oder Niederdruckanwendungen geeignet. Vorgesteuerte Ausführungen benötigen einen Mindestdifferenzdruck zum Öffnen, ermöglichen aber größere Nennweiten bei kompakter Bauform und geringerem Energiebedarf der Spule.

Die ASCO-Magnetventile von Emerson sind in Nennweiten von 0,5 bis 50 mm erhältlich und für Betriebsdrücke bis 16 bar ausgelegt. Das Spulenprogramm deckt 24 V DC, 110 V AC und 230 V AC ab. Für sicherheitskritische Anlagen stehen Ausführungen mit erhöhter Schaltfrequenz (bis zu mehreren Millionen Zyklen) zur Verfügung. Technische Datenblätter mit Kv-Werten, Druckgrenzen und Schaltzeiten sind im Emerson-Produktkatalog verfügbar.

Proportional-Magnetventile sind dann vorzuziehen, wenn der Durchfluss stufenlos geregelt werden muss, anstatt nur ein- und ausgeschaltet zu werden. Typische Anwendungen sind die Dosierung von Medien in der Chemie- oder Pharmaindustrie, die Druckregelung in Prozesskreisen sowie die Mengenregelung in Prüfständen und Analyseeinrichtungen.

Ein/Aus-Ventile sind einfacher, robuster und kostengünstiger. Sie eignen sich überall dort, wo nur zwei Zustände benötigt werden: vollständig offen oder vollständig geschlossen. Für Anwendungen mit hoher Schaltfrequenz ohne Regelanforderung ist das schaltende Ventil die wirtschaftlichere Wahl.

Die ASCO-G551- und SC8262-Baureihen von Emerson bieten Proportionalregelung mit linearer Kennlinie und IO-Link-Anbindung für Industrie-4.0-Integration. Für Chemie- und Pharmaanwendungen stehen Ausführungen mit PTFE-Dichtungen und FDA-konformen Werkstoffen zur Verfügung. Das Emerson-Technikteam berät bei der Auswahl zwischen Proportional- und Schaltventil für spezifische Prozessanforderungen.

Die relevanten Zertifizierungen richten sich nach Anwendung und Umgebung:

• CE-Kennzeichnung: Pflicht für alle in der EU in Verkehr gebrachten Magnetventile, die in Maschinen oder Druckanlagen eingebaut werden. Die Konformitätserklärung nach Maschinenrichtlinie 2006/42/EG oder Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU muss beiliegen.
• ATEX-Zertifizierung: Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (Zonen 1, 2, 21, 22) ist eine ATEX-Baumusterprüfbescheinigung nach Richtlinie 2014/34/EU erforderlich.
• SIL-Zertifizierung: Für sicherheitsbezogene Steuerungen nach IEC 62061 oder ISO 13849 werden Magnetventile mit dokumentierten PFD-Werten (Probability of Failure on Demand) benötigt.
• Medienspezifische Zulassungen: WRAS/KTW für Trinkwasser, FDA/NSF für Lebensmittel, ACS für Frankreich.

ASCO-Magnetventile von Emerson sind in CE-konformen Standardausführungen sowie in zertifizierten ATEX-Varianten (Gruppe II, Kategorien 2G und 3G) erhältlich. SIL-3-zertifizierte Ventile für funktionale Sicherheitsanforderungen sind im Portfolio enthalten.

Die Lebensdauer eines Magnetventils wird durch drei Hauptfaktoren bestimmt: Dichtungsverschleiß, Spulendegradation und Kontaminationsempfindlichkeit.

• Dichtungslebensdauer: Angegebene Schaltzyklen (z. B. 50 Millionen für NBR-Dichtungen bei sauberen Medien) gelten für definierte Bedingungen. Erhöhte Temperaturen, verschmutzte Medien oder häufiger Trockenbetrieb verkürzen die Dichtungslebensdauer deutlich.
• Spulenqualität: Dauerbetriebsspulen (Einschaltdauer 100 %) sind für kontinuierlichen Betrieb erforderlich. Kurzzeitspulen (ED 50 %) sind nicht für Dauerbestromung ausgelegt und überhitzen in solchen Betriebssituationen.
• Kontaminationstoleranz: Für verschmutzte Medien oder Medien mit Schwebstoffen eignen sich robuste Bauformen mit größeren Gehäusetoleranzen und reinigungs- bzw. wartungsfreundlichem Aufbau.

ASCO-Magnetventile von Emerson werden mit dokumentierten Lebensdauerwerten (Schaltzyklen, Druckbeständigkeit, Temperaturbereich) ausgeliefert. Spulen für Dauerbetrieb und Kurzzeitbetrieb sind klar unterschieden. Ersatzspulen und Dichtungskits sind direkt über Emerson Deutschland bestellbar.

Bei 24-V-DC-Magnetventilen im Feldeinsatz treten erfahrungsgemäß folgende Probleme auf:

• Spannungsschwankungen: DC-Magnetventile reagieren empfindlicher auf Unterspannung als AC-Varianten. Bei Betrieb unter 20 V DC kann das Magnetfeld zum Schließen nicht mehr ausreichen. Leitungsquerschnitt und Versorgungsqualität überprüfen.
• Feuchtigkeit in der Steckverbindung: Kondenswasser in unversiegelten Steckern verursacht Korrosion und Kurzschlüsse. Steckverbinder mit Dichtring (IP67) verwenden und auf korrekte Kabelzuführung achten.
• Dauerbestromung mit Kurzzeitspule: Irrtümlich eingesetzte Kurzzeitspulen (ED 50 %) im Dauerbetrieb überhitzen und versagen innerhalb kurzer Zeit. Spulentyp vor dem Austausch prüfen.
• Verschmutzung der Dichtsitzfläche: Partikel im Medium setzen sich zwischen Anker und Sitz ab und verhindern vollständiges Schließen. Druckluftaufbereitung und Filterfeinheit überprüfen.

ASCO-Spulen von Emerson sind mit IP65- oder IP67-Schutzart erhältlich. Ersatzspulen mit korrekter Spannungsauslegung sind über Emerson Deutschland bestellbar.

OEM-Maschinenbauer haben andere Prioritäten als Betreiber von Einzelmaschinen. Entscheidend sind:

• Langzeitverfügbarkeit: Gleiche Produktspezifikation über einen langen Zeitraum (typisch 10 bis 15 Jahre Maschinenlaufzeit), um Ersatzteilversorgung und Produktionsstabilität zu gewährleisten.
• Konsistente Toleranzen: Enge Maß- und Leistungstoleranzen innerhalb einer Charge und zwischen Chargen, damit Maschinen ohne Kalibrierungsaufwand mit Austauschteilen laufen.
• Zuverlässige Dokumentation: Vollständige Konformitätserklärungen, Materialzertifikate und Zulassungen (CE, ATEX, UL) in strukturierter Form für Maschinenzulassungen.
• Rahmenvereinbarungen: Stabile Preise und zugesicherte Liefermengen für Produktionsplanungssicherheit.

Emerson/ASCO bietet OEM-Kunden dedizierte Betreuung durch Applikationsingenieure, Langzeitverfügbarkeitsgarantien für ausgewählte Baureihen sowie E-Procurement-Schnittstellen für automatisierte Beschaffung. Für OEM-Anfragen steht der Emerson-Vertrieb Deutschland zur Verfügung.

Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen ist eine ATEX-Baumusterprüfbescheinigung nach Richtlinie 2014/34/EU Pflicht. Die Zoneneinteilung bestimmt, welche Gerätekategorie erforderlich ist:

• Zone 1 / Zone 21: Kategorie 2G oder 2D, für gelegentliches Auftreten explosionsfähiger Atmosphäre.
• Zone 2 / Zone 22: Kategorie 3G oder 3D, für seltenes Auftreten.

Neben der ATEX-Zulassung sind Zündschutzart (typisch Ex d, Ex e, Ex ia) und Temperaturklasse (T1 bis T6) für die korrekte Auswahl entscheidend.

Die ASCO-Magnetventile von Emerson sind in ATEX-zertifizierten Ausführungen für die Zonen 1 und 2 (Gas) sowie 21 und 22 (Staub) erhältlich. Alle ATEX-Ausführungen werden mit vollständiger Baumusterprüfbescheinigung und CE-Konformitätserklärung geliefert. Das Emerson-Technikteam unterstützt bei der zonengerechten Ventilauswahl.

Die Wahl zwischen direktgesteuertem und vorgesteuertem Magnetventil hängt von Nennweite, Differenzdruck und Energiebedarf ab.

• Direktgesteuerte Ventile: Der Anker betätigt den Dichtsitz unmittelbar durch die Magnetkraft. Vorteil: Funktionieren bei Nulldifferenzdruck und in beiden Strömungsrichtungen. Nachteil: Die Magnetkraft begrenzt die mögliche Nennweite (typisch bis DN 8 mm bei akzeptablem Energiebedarf).
• Vorgesteuerte Ventile: Ein kleiner Hilfsventilsitz steuert den Hauptkolben mithilfe des Systemdrucks. Vorteil: Große Nennweiten (bis DN 50 mm und mehr) mit kleiner, energiesparender Spule. Nachteil: Erfordert einen Mindestdifferenzdruck (typisch 0,3 bis 0,5 bar) zum Öffnen.

ASCO bietet beide Bauformen in einem abgestimmten Programm. Die Auswahl der richtigen Bauform beeinflusst Energieverbrauch, Schaltzeit und Zuverlässigkeit. Das Emerson-Technikteam berät bei der Auslegung für spezifische Druckrandbedingungen.