Wechselventile – in hydraulischen & pneumatischen Systemen

Ein Wechselventil, oder auch „Umschaltventil“ genannt, leitet eine hydraulische Strömung aus zwei unterschiedlichen Eingängen weiter.

Das Wechselventil ist in hydraulischen und pneumatischen Systemen ein zentrales Bauteil, um eine logische Schaltung aufzubauen. Es dient dabei zum Aufbau komplexer Steuerungen ohne aufwändige elektronische Rechensysteme. Das macht die Schaltungen sehr robust und wenig störanfällig. Wechselventile werden deshalb dort eingesetzt, wo ein hoher Bedarf an Zuverlässigkeit besteht.

Aufbau eines Wechselventils

Ein hydraulisches Wechselventil hat drei Anschlüsse. Es handelt sich dabei ausschließlich um zwei Eingänge und einen Ausgang. Die Umschaltung von einem Ausgang zum anderen erfolgt automatisch durch eine innen liegende Kugel. Die druckführende Seite schiebt die Kugel in Richtung des anderen Eingangs und versperrt ihn damit.

Einsatzgebiete von Wechselventilen

Wird das Wechselventil solitär eingesetzt, ist nur eine „ODER“ Schaltung möglich. Das macht es vor allem als Verwendung in Kombination mit einem Sicherheitsventil interessant. Durch die „ODER“ Schaltung ist stets eines der Sicherheitsventile aktiv. Das erlaubt es, das jeweils inaktive Sicherheitsventil zum Tausch oder Revision zu demontieren. Das angeschlossene Drucksystem, beispielsweise ein unter Druck stehender Behälter, kann so in seinem Zustand verbleiben. Neben Druckspeichern ist dieser Einsatz von einem Wechselventil vor allem für Klimaanlagen sehr effizient und ist dort sogar vorgeschrieben.

In der Hydraulik spielen Wechselventile bei Load-Sensing-Schaltungen und Zulauf-Druckwaagen eine wichtige Rolle.

Vorteile von Wechselventilen

Wechselventile sind preiswert und sehr robust. Der innere Verschleiß ist nur gering und ist bei geringen Schaltvorgängen praktisch vernachlässigbar. Die Kugel wird durch die Hydraulikflüssigkeit selbst geschmiert. Das gibt dem Wechselventil eine sehr lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit.

Ein weiterer Vorteil von Wechselventilen ist, dass ein versehentliches Absperren der Zuleitung nicht möglich ist. Die Strömung des hydraulischen Durchflusses bleibt damit stets gewährleistet. Das erhöht die Betriebssicherheit eines hydraulischen Systems.

Durch eine gezielte Steuerung der Eingangsdrücke können Wechselventile auch als Mischventil eingesetzt werden. Das Mischungsverhältnis der zu vermengenden Medien kann dabei präzise durch das Steigern bzw. Absenken der jeweiligen Mediendrücke gesteuert werden. In diesem Einsatzfall ist das Wechselventil aber anfällig für Abrasion und innere Verklebung. Es muss daher in festen Wartungsintervallen auf seine Funktionstüchtigkeit überprüft werden.

Nachteile von Wechselventilen

Ein Wechselventil arbeitet ausschließlich passiv und kann nicht aktiv gesteuert werden. Es öffnet immer der Eingangsseite, welche den höheren Druck beaufschlagt. Bei Druckschwankungen kann es so Fehlströme passieren lassen, ohne dass von außen eingegriffen werden kann. Zum Einsatz eines Wechselventils gehören damit stets zusätzliche Maßnahmen, um den Druck im System an jeder Stelle kontrollierbar zu halten. Dazu sind Druckminderer, Absperrventile, Bypässe und andere hydraulische Maßnahmen geeignet.

Hersteller von Wechselventilen

Wechselventile werden von allen namhaften Herstellern hydraulischer oder pneumatischer Elemente hergestellt. Dazu zählen

• HAWE
• HYDAC
• FESTO
• … u.v.m.

Sie werden mit allen Standard-Anschlüssen und in allen gängigen Druckbereichen angeboten. Ihr einfacher Aufbau erlaubt es auch Wechselventile als Sonderanfertigung herzustellen. Damit kann das Bauteil für jeden beliebigen Einsatzzweck, einschließlich beliebiger Druck- und Temperaturbereiche, hergestellt werden. Wechselventile sind deshalb in kritischen Bereichen wie Nukleartechnik oder Raumfahrt sehr beliebt. Sie bieten eine maximale Zuverlässigkeit bei minimalem Wartungsaufwand bzw. Ausfallrisiko. Solange es nicht als Mischventil eingesetzt wird, hält es in der Regel so lange, wie die Lebensdauer des hydraulischen Systems ausgelegt ist.