Einleitung

 

Als eine der weltweit am häufigsten verwendeten Ventilarten werden Kugelhähne in der industriellen Fertigung umfangreich eingesetzt. Sie sind bekannt für ihre kompakte und robuste Bauweise sowie ihre zuverlässige und schnelle Ein-/Aus-Funktion. Ein Kugelhahn verwendet eine durchbohrte Kugel, die sich um 90° dreht, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen. In der offenen Stellung ist die Bohrung der Kugel mit Ein- und Auslass ausgerichtet und ermöglicht den Durchfluss des Mediums. In der geschlossenen Stellung presst sich die Kugel dicht gegen den Ventilsitz und unterbricht den Durchfluss. Seit ihrer Einführung in den 1950er-Jahren haben sich Kugelhähne als zuverlässige Lösung zur Durchflussregelung in der industriellen Fertigung etabliert. Sie zeichnen sich durch geringe Wartungskosten aus, was wesentlich zu ihrer weiten Verbreitung beigetragen hat.

Kugelhähne werden im Allgemeinen nach der Konstruktion der Kugel in zwei Haupttypen unterteilt: schwimmende Kugelhähne und zapfengelagerte Kugelhähne. FITOK stellt mehrere Serien beider Typen her. Doch wodurch unterscheiden sich diese beiden Ventilarten? Dieser Artikel stellt beide Ventiltypen vor und vergleicht ihre Eigenschaften.

Schwimmende Kugelhähne

 

Abbildung 1: Querschnitt des schwimmenden Kugelhahns der FITOK-Serie BG

Der schwimmende Kugelhahn ist der traditionellste und am weitesten verbreitete Typ. Bei dieser Konstruktion ist die Kugel nicht starr im Ventilkörper fixiert, sondern kann sich mit einem kleinen Spiel leicht bewegen. Wenn das Ventil geschlossen ist, drückt der vorgelagerte Druck die Kugel gegen den nachgelagerten Ventilsitz, wodurch eine dichte Abdichtung entsteht. Schwimmende Kugelhähne besitzen eine einfache Konstruktion, was zu geringeren Herstellungskosten und einfacherer Wartung führt. Allerdings gibt es auch einige Einschränkungen: Bei hohen Drücken steigt das Betätigungsdrehmoment deutlich an, wodurch sich die Kugel schwerer drehen lässt. Zudem stellen viele Hersteller nur einen Ventilsitz bereit, weshalb zahlreiche schwimmende Kugelhähne nur für eine einseitige Durchflussrichtung geeignet sind.

FITOK begegnet diesen Herausforderungen mit maßgeschneiderten Lösungen. Für bestimmte Serien schwimmender Kugelhähne bietet FITOK verschiedene Griffoptionen an, sodass Anwender die passende Variante wählen können, um den Betätigungsaufwand zu reduzieren. Darüber hinaus sind alle 2-Wege-Kugelhähne mit schwimmender Kugel von FITOK symmetrisch konstruiert, wodurch sie einen vollständigen bidirektionalen Durchfluss ermöglichen.

Zapfengelagerte Kugelhähne

 

Abbildung 2: Querschnitt des zapfengelagerten Kugelhahns der FITOK-Serie BF

Im Gegensatz zu schwimmenden Kugelhähnen ist bei einem zapfengelagerten Kugelhahn die Kugel über obere Spindel, untere Spindel und Lager fest gelagert, sodass sie sich nicht innerhalb des Ventilkörpers bewegen kann. Stattdessen ist das Ventil mit schwimmenden Ventilsitzen konstruiert. Beim Schließen des Ventils wirken die Feder-Vorspannung der Belastungsmechanismen und der Mediendruck gemeinsam auf die Ventilsitze und drücken diese fest gegen die Kugel, wodurch die Abdichtung erfolgt. Durch die fixierte Kugel wird die Rotationsreibung reduziert und das Betätigungsdrehmoment verringert. Allerdings besitzen zapfengelagerte Kugelhähne eine komplexere Konstruktion, sind teurer in der Herstellung und im Vergleich zu schwimmenden Kugelhähnen aufwendiger in der Wartung.

FITOK verwendet in bestimmten Serien zapfengelagerter Kugelhähne spezielle Ventilsitze mit Tellerfeder-Vorspannung. Diese sorgen für ausreichenden Anpressdruck der Sitze an die Kugel, gewährleisten eine zuverlässige Abdichtung und gleichen Verschleiß der Ventilsitze aus, wodurch sich die Lebensdauer verlängert. Dank ihrer verbesserten Leistungsfähigkeit bieten zapfengelagerte Kugelhähne eine längere Betriebsdauer auch in anspruchsvollen Umgebungen. Obwohl die Anschaffungskosten höher sind, können die Gesamtbetriebskosten über den Lebenszyklus des Ventils niedriger ausfallen. Darüber hinaus bietet FITOK Serien zapfengelagerter Kugelhähne mit Top-Entry-Design an. Diese verfügen über einen abnehmbaren Deckel (Bonnet), der direkten Zugang zu den internen Komponenten ermöglicht, ohne das Ventil aus der Rohrleitung auszubauen. Dadurch wird eine Wartung und Einstellung im laufenden Betrieb ermöglicht, was die Wartungszeit erheblich reduziert und Servicearbeiten vereinfacht.

Vergleich zwischen schwimmenden Kugelhähnen und zapfengelagerten Kugelhähnen

 

Schwimmende Kugelhähne und zapfengelagerte Kugelhähne eignen sich für unterschiedliche Einsatzbedingungen. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zusammen:

Fazit

 

FITOK verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Konstruktion und Herstellung von Kugelhähnen. Viele der in diesem Artikel hervorgehobenen Merkmale – wie verschiedene Griffoptionen und Top-Entry-Designs – sind nicht auf einen bestimmten Ventiltyp beschränkt. Für spezifische Anwendungsanforderungen kann FITOK maßgeschneiderte Lösungen anbieten. Weitere Informationen finden Sie in den FITOK-Katalogen für Kugelhähne. Bei Fragen wenden Sie sich bitte an FITOK oder Ihren lokalen Vertriebspartner, oder besuchen Sie unsere Website, um eine Nachricht zu hinterlassen. Unser Team wird sich zeitnah bei Ihnen melden.