Welche Anzeichen deuten auf eine Störung des Bohr-Rückschlagventils hin? Schnelle Diagnose

Rückschlagventile – Einwegventile, die den Durchfluss in einer Richtung zulassen und Rückströmungen verhindern – sind an mehreren Stellen innerhalb eines hydraulischen Felsbohrgeräte-Kreislaufs angeordnet. Sie schützen den Gas-Akkumulator-Kreislauf vor Verunreinigungen durch rückströmendes Öl, verhindern, dass Öl aus der Rücklaufleitung den Spülkreislauf unter Druck setzt, halten den Kreislaufdruck während kurzer Unterbrechungen der Schlagbewegung aufrecht und steuern den Öldurchfluss zwischen den Dämpfungskammern. Da sie bei ordnungsgemäßem Funktionieren geräuschlos arbeiten, werden sie selten überprüft, bis ein Fehler bereits an anderer Stelle ein sichtbares Symptom hervorgerufen hat.

Die Schwierigkeit bei der Diagnose von Rückschlagventilfehlern in einem Bohrhammer besteht darin, dass die Symptome stark anderen Komponentenausfällen ähneln. Ein instabiler Schlagdruck deutet auf den Speicherbehälter hin. Ein Rückstrom in den Spülkreislauf sieht aus wie ein Ausfall der Spülabdichtung. Unregelmäßige Schlagintervalle können mit einem Problem des Steuerventils verwechselt werden. Dieser Artikel ordnet die jeweiligen Symptome den spezifischen Rückschlagventilpositionen zu, die sie verursachen, und erläutert, wie sich ein Rückschlagventilfehler von anderen Komponenten unterscheiden lässt, die dieselben Symptome hervorrufen.

Positionen der Rückschlagventile in einem Bohrhammer und was jedes davon schützt

Das Absperr-Rückschlagventil des Speichers befindet sich zwischen der Hochdruck-Ölversorgung und dem Ölan schluss des Speichers. Seine Aufgabe besteht darin sicherzustellen, dass das im Speicher gespeicherte Hydrauliköl bei einem Druckabfall im Schlagkreis – beispielsweise während des Ventilumschaltens, beim Abschalten oder bei kurzen Druckunterbrechungen – nicht in die Versorgungsleitung zurückfließt. Versagt dieses Ventil in geöffneter Stellung (oder schließt es nicht vollständig), verliert der Speicher sein gespeichertes Volumen zwischen den Schlagzyklen, und die Glättungsfunktion, die es für den Schlagkreis bereitstellt, entfällt. Das Symptom ist eine Schwankung des Schlagdrucks mit einer charakteristischen Sägezahnwelle statt eines stabilen Wertes.

Das Rückschlagventil im Spülkreislauf verhindert, dass Öl aus dem Schlagkreislauf bei niedrigen Durchflussbedingungen in die Spülwasserleitung gelangt. Wenn der Ausgangsdruck der Spülwasserpumpe niedriger ist als der Rücklaufdruck des Schlagkreislaufs – was während des Schlagzyklus kurzzeitig auftritt – verschließt das Rückschlagventil den Rückstrom, der andernfalls den Spülkreislauf mit Hydrauliköl kontaminieren würde. Ein defektes Rückschlagventil führt zu einer milchigen oder ölig erscheinenden Rückführung des Spülwassers und wird häufig fälschlicherweise als Undichtigkeit der Spülboxdichtung interpretiert, da beide Fehler das gleiche sichtbare Symptom hervorrufen.

Einige Bohrhammerkonstruktionen enthalten ein Rückschlagventil im Dämpfungskreislauf zwischen der primären und der sekundären Dämpfungskammer. Dieses Ventil steuert, wie schnell der Dämpfungskolben nach der Absorption einer Rücklaufwelle in seine Ausgangsposition zurückkehrt. Versagt es in geöffnetem Zustand, verliert der Dämpfungskreislauf seine gesteuerte Zeitsteuerung, und die Absorption der Rücklaufenergie wird unregelmäßig – das Schlaggeräusch ändert sich und die Gehäusevibration nimmt zu.

Fehlersymptome nach Lage des Rückschlagventils

Klappern: Der Geräuschfehler, der fälschlicherweise interpretiert wird

Klappern des Rückschlagventils – ein Klappern oder Klopfen im Ventilbereich mit Schlagfrequenz oder einer Subharmonischen – wird durch eine schnelle Oszillation der Ventelscheibe zwischen geöffneter und teilweise geschlossener Stellung verursacht. In einem Schlagkreislauf mit einer Frequenz von 40–60 Hz und hochfrequenten Druckschwankungen öffnet und schließt sich ein Rückschlagventil, das für die Durchflussrate knapp zu klein dimensioniert ist oder dessen Feder die Vorspannung verloren hat, mehrmals pro Schlagzyklus, anstatt während der Durchflussphase sauber geöffnet zu bleiben.

Die bei diesem Klackern verlorene Energie ist real: Jede teilweise Schließung erzeugt einen geringen Druckstoß, der sich dem hydraulischen Geräuschgrundpegel im Schlagkreislauf hinzufügt. In einem Kreislauf, der bereits bei über 200 bar läuft, beeinträchtigen diese Stöße die Präzision der Kolbensteuerung. Die Diagnose ist charakteristisch – das Klackern ist als sekundäres, höherfrequentes Geräusch wahrnehmbar, das sich vom Hauptgeräusch des Schlages unterscheidet, und es ist auf den Bereich des Rückschlagventils beschränkt, statt vom Schlagzylinder auszugehen.

Klackern wird manchmal durch Verunreinigungen und nicht durch Ventilverschleiß verursacht. Ein Partikel, das sich auf der Rückschlagventilscheibe abgesetzt hat, verhindert die vollständige Schließung, und die unvollständige Dichtung klackert unter dem zyklischen Druck. Durch Reinigen des Ventilsitzes lässt sich ein durch Verunreinigungen verursachtes Klackern beheben; kehrt es innerhalb weniger hundert Betriebsstunden wieder zurück, ist die Vorspannung der Feder verloren gegangen, und ein Austausch ist erforderlich.

Rückstrom ohne sichtbare Leckage: Der interne Fehler

Ein Rückschlagventil, das durch einen abgenutzten Sitz Rückstrom zulässt, muss nicht zwangsläufig nach außen lecken – der Rückstrom verbleibt innerhalb des Kreislaufs. Die Folgen hängen davon ab, welches Rückschlagventil ausfällt. Bei einem Rückstrom am Akkumulator-Isolations-Rückschlagventil nimmt der hydraulische Druck zwischen den Schlagzyklen schneller ab, als es der Fall sein sollte – dadurch wird der Schlag ungleichmäßiger, insbesondere bei zunehmender Zykluszeit oder während kurzer Neupositionierungs-Pausen, wenn der Schlagkreislauf nicht aktiv mit Druck versorgt wird.

Der Diagnosetest für internen Rückstrom in einem Rückschlagventil ist einfach: Schalten Sie die hydraulische Energiequelle ab, isolieren Sie den Stromkreis stromaufwärts des Rückschlagventils und beobachten Sie mithilfe eines Manometers am stromabwärtigen Anschluss, ob der Druck stromabwärts über 2–3 Minuten gehalten wird. Ein Stromkreis, dessen Druck innerhalb von 2 Minuten von 180 bar auf 140 bar absinkt, weist entweder ein Rückstromproblem am Rückschlagventil oder eine interne Zylinderleckage auf – zur Unterscheidung prüfen Sie, ob die Druckabfallrate konstant ist (Rückschlagventil: konstante Rückstromrate) oder sich verlangsamt (interne Leckage: Der Druckunterschied treibt den Durchfluss an, daher verlangsamt sich die Rate, wenn sich die Drücke angleichen).

Verunreinigung als Hauptursache für das Versagen von Rückschlagventilen

Die meisten Ausfälle von Rückschlagventilen in hydraulischen Bohrhammern gehen auf Partikelkontamination des Hydrauliköls zurück. Ein 50-Mikrometer-Partikel kann sich mit ausreichender Kraft im Sitz eines Rückschlagventils verkeilen und das Ventil so gegen seine Schließfeder offenhalten. Das Ventil ermöglicht dann kontinuierlich Rückströmung, bis entweder das Partikel sich löst (was einen intermittierenden Fehler verursacht) oder das Partikel die Sitzfläche beschädigt (was einen dauerhaften Rückströmungspfad erzeugt, selbst nach einer Reinigung).

Die Vorbeugung entspricht der für alle anderen präzisen hydraulischen Komponenten im Schlagkreislauf: ISO-Sauberkeitsklasse 16/14/11 oder besser. Aber Rückschlagventile sind besonders anfällig, da sie an Stellen im Kreislauf angeordnet sind, an denen sich die Ölgeschwindigkeit ändert – genau an diesen Übergangsstellen ist die Partikelansammlung am höchsten. Ein Filter mit einer absoluten Filtrationsleistung von 10 µm, das stromaufwärts des Schlagkreislaufs eingebaut ist, schützt alle nachgeschalteten Komponenten, einschließlich der Rückschlagventile. Der Betrieb mit einem Filter, dessen Austauschintervall überschritten ist, ist die wirksamste Maßnahme, um die Lebensdauer von Rückschlagventilen zu verkürzen.

Bei dem Austausch eines Rückschlagventils nach einer Kontaminationsbeschädigung muss die angeschlossene Leitung vor dem Einbau des neuen Ventils gespült werden. Partikel, die zu groß waren, um durch das defekte Ventil zu gelangen, befinden sich nun in der stromaufwärts liegenden Leitung und erreichen das neue Ventil bereits beim ersten Druckzyklus. HOVOO liefert Dichtungssätze für alle gängigen Bohrhammermodelle – die Wartung der Dichtungen und der O-Ringe der Rückschlagventile im gleichen Intervall reduziert die Gesamtanzahl von Eingriffen in den Kreislauf sowie das damit verbundene Kontaminationsrisiko pro Wartungsereignis. Vollständige Modellbezeichnungen unter hovooseal.com.