4/3-Wegeventil Hydraulik: Funktion, Mittelstellung und Schaltsymbole

Wie ein 4/3-Wegeventil funktioniert

Vier Anschlüsse, drei Stellungen: Der Druckanschluss P kommt von der Pumpe, T führt zum Tank, A und B gehen zu den beiden Seiten des Verbrauchers. Schaltet der Kolben nach der einen Seite, wird P mit A und B mit T verbunden — der Zylinder fährt aus. Schaltet er zur anderen Seite, kehrt sich das um: P auf B, A auf T, der Zylinder fährt ein. Wer die Anschlusslogik P, T, A und B grundsätzlich auffrischen will, findet sie im Überblick zu Aufbau und Funktion hydraulischer Wegeventile.

Das Bauprinzip ist fast immer der Längsschieber. Ein Kolben mit eingedrehten Ringnuten verschiebt sich im Gehäuse und verbindet oder trennt die Ringkanäle. Die beiden Endstellungen werden meist elektromagnetisch über je einen Hubmagneten an den Stirnseiten erreicht. Fällt der Strom weg, schieben Zentrierfedern den Kolben zurück in die Mitte — das nennt man Federzentrierung, und sie sorgt dafür, dass das Ventil im stromlosen Zustand immer eine definierte Ruhestellung einnimmt.

Die Mittelstellung — das eigentliche Merkmal

Hier unterscheidet sich das 4/3-Ventil von einem 4/2-Wegeventil ohne neutrale Stellung. Die dritte, mittlere Schaltstellung legt fest, was passiert, wenn keiner der beiden Magnete bestromt ist — und das ist alles andere als ein Detail. Je nach Anwendung braucht man hier ein völlig anderes Verhalten.

Vier Mittelstellungen sind in der Praxis gängig. Bei der gesperrten Mittelstellung sind alle vier Anschlüsse gegeneinander abgesperrt: Der Verbraucher steht fest, die Pumpe bleibt unter Druck. Bei der Umlaufstellung ist P direkt mit T verbunden, A und B sind gesperrt — die Pumpe fördert drucklos im Kreis, der Verbraucher wird trotzdem gehalten. Das schont Pumpe und Öl bei Stillstand. Bei der Schwimmstellung sind A, B und T verbunden, während P gesperrt ist — der Verbraucher kann frei beweglich der äußeren Last folgen, etwa ein Anbaugerät, das dem Boden folgen soll. Und bei der Variante mit allen Anschlüssen verbunden laufen P, T, A und B zusammen: Pumpe entlastet und Verbraucher schwimmend zugleich.

Welche Mittelstellung ein Ventil hat, erkennen Sie am Schaltsymbol und am zugehörigen Kolbenbuchstaben — geläufig sind Codes wie E, H, J oder G, die je nach Hersteller die innere Verschaltung kennzeichnen. Beim Standardbauraster der Bosch-Rexroth-Baureihe 4WE6 etwa steht der Kolbentyp direkt in der Bestellbezeichnung. Klingt nach Buchstabensalat, ist aber der schnellste Weg, beim Ersatz das passende Ventil zu treffen: gleicher Kolbencode, gleiche Mittelstellung.

Direkt gesteuert oder vorgesteuert

Wie beim 4/2-Ventil entscheidet der Volumenstrom über die Bauart. Bis etwa Nenngröße 10 und rund 120 l/min werden 4/3-Wegeventile direkt gesteuert — der Magnet verschiebt den Schieber unmittelbar. NG6 nach CETOP 3 ist hier die mit Abstand häufigste Größe, als Anbauventil auf genormter Lochbildplatte. Darüber reicht die Magnetkraft nicht mehr gegen die Strömungskräfte, dann kommt die vorgesteuerte Ausführung mit einer kleinen elektrisch betätigten Vorsteuerstufe zum Einsatz, die den großen Hauptschieber hydraulisch verschiebt.

Üblich sind die Spannungen 12 und 24 Volt Gleichspannung sowie 230 Volt Wechselspannung. Ein Mindeststeuerdruck — bei vorgesteuerten Ventilen um die 4 bar — muss anstehen, sonst schaltet der Hauptschieber nicht durch.

Das richtige 4/3-Wegeventil auswählen

Fünf Angaben führen zum passenden Ventil: Nenngröße (meist NG6/CETOP 3), die Mittelstellung beziehungsweise der Kolbencode, die Betätigungsspannung, der maximale Volumenstrom und die Druckstufe. Die Mittelstellung steht dabei oben — sie bestimmt das Verhalten der Maschine im Ruhezustand und lässt sich später nicht ohne Ventiltausch ändern. Geht es um mehrere Verbraucher aus einem Kreis statt um einen einzelnen Zylinder, lohnt der Blick auf die mehrkreisfähige hydraulische Weiche in 8/3-Ausführung; für reines Umschalten zwischen zwei Pfaden genügt ein 6/2-Wegeventil. Wie sich das 4/3-Ventil in die übrigen Bauformen einreiht, ordnet der Grundlagenartikel zu hydraulischen Wegeventilen ein. Das passende Sortiment finden Sie in der Kategorie der Hydraulik-Wegeventile.