Die Hydraulik ist eine Getriebeart die eine wichtige Alternative zu mechanischen, elektrischen und pneumatischen Getrieben ist. Die Vorzüge der Hydraulik sind weitläufig bekannt:
- flexible Verbindung zwischen An- und Abtrieb
- stufenlose Regelmöglichkeit in beide Richtungen
- Übertragung hoher Kräfte und Drehmomente
- Hohe Lebensdauer
- uvm.
Um die verschiedensten Hydraulikanwendungen zu realisieren sind Hydraulikschaltungen notwendig. Hierbei kommen als eines der Hauptsteuerelemente Hydraulikventile zum Einsatz. Ob Sperrungen der verschiedenen Durchflussrichtungen oder Limitierungen von maximal zulässigen Drücken. Hydraulikventile sind unverzichtbare Bausteine in der Hydrauliktechnik.
Arten von Hydraulikventilen
Rückschlagventil
Ein Rückschlagventil ermöglicht die Durchströmung eines Mediums in nur eine Durchflussrichtung. Die andere Richtung wird durch verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten gesperrt. Neben Hydraulikölen als hauptsächlich verwendetes Medium sind außerdem Gase und diverse andere Fluide möglich. Bei diversen Medien und Temperaturen ist ein Edelstahl Rückschlagventil notwendig (unter Berücksichtigung von Korrosionsproblemen). Um eine Dichtheit der Ventile in Sperrichtung zu realisieren kommen in der Regel Kugelrückschlagventile, Mebranventile, Klappenventile, Tellerventile uvm. zum Einsatz. Meistens unterstützt durch eine Feder erfolgt das Schließen des Ventils. Die Wahl der Feder bestimmt außerdem den Öffnungsdruck des Ventils in Durchflussrichtung. Die Größe des Ventils bestimmt die Durchflussmenge. Eine beliebte Bauweise von Rückschlagventilen ist die Cartridge-Bauweise (Patronen Form). Hierbei wird das Ventil in eine Bohrung eingebracht. Die Verbindung erfolgt durch eine Schraub-, Steck, oder Pressverbindung. Gerade im Produktbereich „einschraubbare Rückschlagventile“ gibt es viele verschiedene Ausführungen. Verschiedenste Gewindeformen und Gewindegrößen in zwei verschiedenen Einbaurichtungen sind möglich. Die Abdichtung kann über einen O-Ring sowohl axial als auch radial erfolgen. Hierbei gilt es zu beachten wieviel Druck in der Anlage vorhanden ist. So sind für „High-Pressure“ Anlagen spezielle O-Ring Abdichtungen nötig. Andere Abdichtungsmöglichkeiten wie beispielsweise Schneidkanten sind ebenfalls möglich. Je nach Betriebstemperatur werden spezielle O-Ring Materialien wie zum Beispiel FKM 80 benötigt.
Kugelventil
Kugelrückschlagventile sind eine spezielle Ausführung von Rückschlagventilen. Durch die exakte Führungsmöglichkeit einer Kugel und der Funktionsstabilität selbst beim unbeabsichtigten Verdrehen der Kugel im Ventilkörper ist das Kugelventil eines der führenden Ventilausführungen. Federbelastet drückt die Kugel in den Ventilsitz und sperrt somit den Durchfluss in eine Richtung. Bei einer exakten Bearbeitung des Ventilsitzes im Verhältnis zur Kugel wird ein Kugelventil hermetisch dicht. In Durchflussrichtung muss zuerst die Federkraft mit ausreichend anstehendem Druck überwunden werden um das Ventil zu öffnen. Das Medium kann nun je nach Ventilbauart axial durch den Ventilkörper durchströmen oder gleich nach dem Ventilsitz radial durch eine Bohrung im Gehäuse abströmen. Die hermetische Dichtheit eines Kugelrückschlagventils bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten. So können Ventile die ursprünglich für den Einsatz im Hydraulikbereich konzipiert wurden mühelos unter Berücksichtigung von Korrisionsschutz und Betriebstemperatur mit anderen Medien geringerer Viskosität „zweckentfremdet“ werden. Selbst ein Einsatz im Pneumatikbereich ist somit möglich.
Entsprerrbares Rückschlagventil
Ein entsperrbares Rückschlagventil ist ein Ventil bei dem die Sperrrichtung durch eine zusätzliche Steuerung (z.B. hydraulische Steuerleitung) geöffnet werden kann, um somit ein Durchströmen in beide Richtungen zu ermöglichen. Die exakte Dichtheit in Sperrrichtung und gleichzeitige Möglichkeit die Sperrrichtung zu öffnen machen das entsperrbare Rückschlagventil sehr beliebt. Beispielsweise in vielen Spann und Hubvorrichtungen finden diese Ventile Anwendung. Hierbei werden Bauteile solange in einer Endpossition gehalten, bis die Entsperrung eines beispielsweise eingesetzten Hydraulikzylinders erfolgt.
Druckbegrenzungsventil
Das Druckbegrenzungsventil sollte als Erweiterung eines Rückschlagventils betrachtet werden. Neben der nötigen Sperrung des Durchflusses in eine Richtung kontrolliert das Druckbegrenzungsventil außerdem die Durchströmung in Durchflussrichtung. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Feder realisiert werden. Durch die Wahl von unterschiedlichen Federn wird der Öffnungsdruck des Ventils exakt einstellbar (Druckdifferrenz ∆p = p1 (Ventileinlass) – p2 (Ventilauslass). Das Druckbegrenzungsventil ermöglicht somit den Maximaldruck einer Anlage exakt zu begrenzen um Systemausfälle und Folgeschäden zu vermeiden. Im Gegensatz zu Rückschlagventilen bei denen meist hohe Durchflussmengen realisiert werden sollen, ist bei Druckbegrenzungsventilen oft schon eine kleine Durchflussmenge ausreichend um den Anlagendruck kontrolliert abzusenken. Hierbei kommen beispielsweise Druckbegrenzungsventile mit Ablauf-Drossel zum Einsatz um den Druck nicht schlagartig, sondern kontrolliert abzusenken.