Rückschlagventile für hydraulische Anwendungen

Ein hydraulisches Rückschlagventil ermöglicht den Flüssigkeitsdurchfluss in eine einzige Richtung und schützt wichtige Komponenten des Hydrauliksystems. Bei ordnungsgemäßem Einbau kann ein hydraulisches Rückschlagventil verhindern, dass sich potenziell verunreinigte Flüssigkeit mit dem Flüssigkeitsbehälter vermischt, das System vorgespannt hält und den Druck entlastet. Dieser Artikel befasst sich mit der integralen Rolle von Rückschlagventilen in Hydrauliksystemen. Für ein umfassendes Verständnis von Rückschlagventilen lesen Sie bitte unseren Artikel über Rückschlagventile.

Inhaltsübersicht

• Was ist ein hydraulisches System?
• Funktionen des hydraulischen Rückschlagventils
• Symbole für hydraulische Rückschlagventile
• Werkstoffe für hydraulische Rückschlagventile
• FAQs

Was ist ein hydraulisches System?

Ein Hydrauliksystem verwendet eine inkompressible Flüssigkeit, in der Regel Öl, um Kraft von einem Punkt auf einen anderen zu übertragen. Da die Flüssigkeit inkompressibel ist, ist die Kraft im gesamten System unvermindert. Unterschiedlich große Kolben an verschiedenen Stellen des Systems ermöglichen eine Kraftmultiplikation (oder -teilung). Betrachten wir als Beispiel ein einfaches Zweikolbensystem: Kolben 1 und Kolben 2. Der Kolben 2 hat eine dreimal so große Oberfläche wie der Kolben 1. Wenn eine 100 Kilogramm schwere Abwärtskraft auf den Kolben 1 einwirkt, wirkt auf den Kolben 2 eine 300 Kilogramm schwere Aufwärtskraft.

Abbildung 2 zeigt ein grundlegendes Hydrauliksystem. Die inkompressible Flüssigkeit fließt aus dem Behälter (Abbildung 2, Buchstabe A) mit Hilfe einer Handpumpe (Abbildung 2, Buchstabe B) oder einer Motorpumpe (Abbildung 2, Buchstabe C). Rückschlagventile (Abbildung 2, Kennzeichnung D) an der Auslassöffnung jeder Pumpe verhindern, dass die Flüssigkeit in die jeweils in Betrieb befindliche Pumpe zurückfließt. Die unter Druck stehende Flüssigkeit bewegt sich zum Betätigungszylinder (Abbildung 2, Kennzeichnung F), wo sie von der Energie der Hydraulikflüssigkeit in mechanische Energie umgewandelt wird. Das Überdruckventil (Abbildung 2, Kennzeichnung E) bleibt geschlossen, solange der Systemdruck den Öffnungsdruck des Ventils nicht übersteigt. In diesem Fall öffnet sich das Überdruckventil, so dass die Flüssigkeit in den Behälter zurückfließen kann und der Druck im System sinkt. Schließlich sorgt der Filter (Abbildung 2, Kennzeichnung G) dafür, dass Verunreinigungen, die von der Flüssigkeit aufgenommen werden, nicht in den Behälter gelangen.

Funktionen des hydraulischen Rückschlagventils

Wie im vorangegangenen Abschnitt erläutert, besteht eine wichtige Funktion eines hydraulischen Rückschlagventils darin, zu verhindern, dass Flüssigkeit zur Pumpe zurückfließt, die sie aus dem Reservoir ansaugt. Weitere wesentliche Funktionen sind:

• Druckspitzen blockieren: Wegeventile in Hydrauliksystemen können geschlossen werden, um den Durchfluss zu blockieren. Das bedeutet, dass die Pumpe in Betrieb ist, aber keine Flüssigkeit fördern kann. Der Druck im System steigt schnell an, und ein Rückschlagventil kann verhindern, dass die unter Druck stehende Flüssigkeit zur Pumpe zurückkehrt und diese beschädigt.
• Prime halten: Das Innere einer Pumpe muss flüssig sein, damit die Pumpe funktionieren kann, ohne Schaden zu nehmen. Ein Rückschlagventil verhindert, dass Flüssigkeit aus der Pumpe fließt, wenn das System ausgeschaltet ist.
• Verhindern Sie Rückwärtsdrall: Ein Hydraulikspeicher ist ein Bauteil, das in einigen Hydrauliksystemen verwendet wird. Sie hält die Flüssigkeit unter Druck, während das System ausgeschaltet ist. Rückschlagventile verhindern, dass die unter Druck stehende Flüssigkeit zur Pumpe zurückfließt und einen Rückschlag verursacht.
• Schutz von mehreren Pumpen: Abbildung 2 zeigt ein hydraulisches System mit zwei Pumpen, das eine typische Konfiguration darstellt. Rückschlagventile an den Auslasspunkten der einzelnen Pumpen verhindern, dass die in Betrieb befindliche Pumpe Flüssigkeit in die nicht in Betrieb befindliche Pumpe leitet.
• Druckkontrolle Direktwirkende und vorgesteuerte Rückschlagventile eignen sich für den Einsatz als Druckbegrenzungsventil in einem Hydrauliksystem.
  • Direktes Handeln Eine Feder hält ein direktwirkendes hydraulisches Rückschlagventil normalerweise geschlossen und bestimmt den Öffnungsdruck des Ventils. Das Ventil beginnt sich zu öffnen, wenn der Druck im System den Öffnungsdruck übersteigt. Wenn das Ventil vollständig geöffnet ist, spricht man von einem vollen Überdruck des Ventils.
  • Pilotbetrieb Vorgesteuerte hydraulische Rückschlagventile sind zweistufige Ventile, die für Systeme mit höherem Druck ausgelegt sind. Bei gleichem Durchfluss sind sie kleiner als direkt wirkende Rückschlagventile. Die erste Stufe verwendet einen kleineren federbelasteten Kolben. Wenn der Systemdruck genug ansteigt, um den kleinen Kolben zu überwinden, kann eine kleine Menge Flüssigkeit durch das Ventil fließen. Dadurch entsteht ein Druckabfall, der es dem größeren Kolben ermöglicht, sich zu öffnen und den vollen Durchfluss durch das Ventil zu ermöglichen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Durchflussrichtung des hydraulischen Rückschlagventils wichtig ist und dass ein falscher Einbau zu einem Versagen des hydraulischen Rückschlagventils führen kann, was zu Ineffizienzen im System führen und möglicherweise hydraulische Komponenten beschädigen kann.

Symbole für hydraulische Rückschlagventile

Abbildung 3 zeigt schematische p&id-Symbole für hydraulische Rückschlagventile: Rückschlagventil mit einer Feder (A), Rückschlagventil ohne Feder (B) und vorgesteuertes Rückschlagventil (C).

Materialien

Bei der Auswahl eines geeigneten Rückschlagventils für eine hydraulische Anwendung sind die Werkstoffe des Ventilgehäuses und der Dichtungen zu berücksichtigen. Weitere Informationen über Materialien finden Sie in unserem Leitfaden zur Chemikalienbeständigkeit.

Geeignete Werkstoffe für hydraulische Rückschlagventilgehäuse sind:

• Messing Wird nicht häufig verwendet, ist aber in korrosiven Umgebungen von Vorteil.
• Edelstahl Gilt als äußerst geeignet für hochkorrosive Umgebungen.
• Gusseisen Geeignet für hydraulische Anwendungen, die viele Zyklen erfordern, und für Hochdruckanwendungen.
• Aluminum Korrosionsbeständig und für Niederdruckanwendungen geeignet.

Geeignete Materialien für Rückschlagventildichtungen sind:

• Thermoplastische Elastomere: Polyurethan (PU) und thermoplastische Polyesterelastomere (TPC) sind chemikalien- und hydrolysebeständig, verschleiß- und druckfest sowie elastisch und flexibel.
• Gummi Nitrilkautschuk (NBR), hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR) und Fluorkautschuk (FKM, FPM) sind beständig gegen eine Vielzahl von Hydraulikflüssigkeiten, können in einem breiten Temperaturbereich eingesetzt werden, sind UV- und witterungsbeständig und verschleißfest.
• Teflon: Teflon ist chemikalienbeständig, hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten und ist verschleißfest.
• Thermoplastische Kunststoffe Thermoplaste sind notwendig, wenn Dichtungen eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen müssen.

FAQs

Wozu dient ein hydraulisches Rückschlagventil?

Ein Rückschlagventil in einem Hydrauliksystem dient dazu, dass die unter Druck stehende Flüssigkeit in einem Hydrauliksystem nur in eine Richtung fließen kann. Dies schützt die Pumpe(n) des Systems und verhindert Verunreinigungen.

Wie funktioniert ein hydraulisches Rückschlagventil?

Wenn der Druck im System den Öffnungsdruck des Rückschlagventils übersteigt, öffnet sich das Ventil, um den Druck im System zu entlasten und wertvolle Komponenten zu schützen.