Kugelrückschlagventil zur Drucksicherung
Ein Kugelrückschlagventil ist in der Hydraulik und der Pneumatik ein einfaches Bauteil zur Regulierung eines Volumenstroms. Sein technisch einfacher Aufbau macht es zu einem sehr preiswerten und beliebten Bauelement. Eine andere Bezeichnung für das Kugelrückschlagventil ist die "Kugelrückschlagarmatur". Es ist mit den Kugelventilen verwandt, nicht aber mit den "Kugelhähnen". Deren häufige Bezeichnung als "Kugelventil" ist technisch falsch und sollte vermieden werden.Aufgabe vom Kugelrückschlagventil
Wie sein Name bereits sagt, ist die primäre Aufgabe des Kugelrückschlagventils das Zurückfließen eines Volumenstroms zu verhindern. Es ist damit in erster Linie ein ganz normales Rückschlagventil, wie man sie auch in den einfachsten hydraulischen Konstruktionen, beispielsweise Wagenheber oder Hubwagen, findet. Im Gegensatz zu den dort gebräuchlichen Klappen-Rückschlagventilen arbeitet das Kugelrückschlagventil mit einer Stahlkugel. Es werden grundsätzlich zwei Konstruktionen unterschieden:
- Schwerkraft-Kugelrückschlagventile
- Feder-Kugelrückschlagventile
Schwerkraft-Kugelrückschlagventile
Schwerkraft-Kugelrückschlagventile bestehen aus einer vertikal angeordneten Hydraulikleitung mit einer Verengung. Oberhalb der Verengung befindet sich die Kugel. Der von unten kommende Volumenstrom drückt die Kugel zur Seite und kann nach oben weiter fließen. Beim Unterbrechen des Volumenstroms rollt die Kugel in die Verengung zurück und verschließt sie damit hermetisch. Die Hydraulikflüssigkeit kann damit nicht mehr nach unten abfließen.
Feder-Kugelrückschlagventile
Bei Feder-Kugelrückschlagventilen ist die Kugel in einer Spiralfeder eingespannt. Der Volumenstrom muss zunächst die Federkraft der Spiralfeder überwinden, bevor er an der Kugel entlang fließen kann. Dies macht einen gewissen hydraulischen Vordruck erforderlich. Sinkt der hydraulische Druck untern den erforderlichen Vordruck, verschließt die Feder den Durchgang wieder mit der Kugel.
Vor- und Nachteile von Feder- oder Schwerkraft - Kugelrückschlagventilen
Schwerkraft-Kugelrückschlagventile haben gegenüber den Feder-Kugelrückschlagventilen einige Nachteile: Sie müssen stets in vertikaler Position bleiben. Das macht sie vor allem bei stationären Hydrauliksystemen anwendbar. Bei mobilen Systemen würde die Funktion der Schwerkraft-Kugelrückschlagventile schon durch leichte Schiefstände der Maschine erheblich herab gesetzt. Außerdem ist für die Überwindung der Schwerkraft der Verschließerkugel nur eine sehr geringe Kraft erforderlich. Das macht Schwerkraft-Rückschlagventile für komplexe hydraulische Schaltungen mit Regulierungsfunktionen eher untauglich.
Feder-Rückschlagventile können in beliebiger Richtung eingesetzt werden. Das macht sie für mobile hydraulische Systeme zur bevorzugten Bauweise. Durch die Vorspannung der Feder kann das hydraulische System komplexer gestaltet werden. So ist mit einer Parallelschaltung von Feder-Rückschlagventilen mit unterschiedlicher Vorspannung, das Aktivieren unterschiedlicher Subsysteme bei steigendem hydraulischem Druck möglich.
Defekte an Kugelrückschlagventilen
Kugelrückschlagventile sitzen an kritischen Punkten. Bei hohen Vorspannungen der Druckfeder ist ein entsprechend hoher Druck nötig, um diese zu überwinden. Sobald die Federkraft überwunden und die Kugel angehoben wird, schießt das Hydrauliköl in einem hohen Druck an der Kugel vorbei. Das kann zu Abrasionsschäden oder Kavitätsbildung führen. Es ist daher stets empfohlen, Kugelrückschlagventile regelmäßig auf Beschädigung zu kontrollieren oder sie intervallsmäßig auszutauschen.