Kogelzittingventiel

Een kogelklep is een speciaal type hydraulische klep waarbij een kogel als afdichtingselement tegen een conische of cilindrische klepzitting wordt gedrukt om de doorstroming te regelen of te blokkeren. In tegenstelling tot kogelkleppen met een draaibare kogel, beweegt de kogel bij een kogelklep lineair op en neer, waardoor een nauwkeurige afdichting en betrouwbare werking wordt gegarandeerd. Deze kleppen worden vooral in de hydraulica gebruikt als terugslagkleppen, afsluitkleppen of wegkleppen.

Werkingsprincipe en opbouw

De kogelzittingklep werkt volgens een eenvoudig maar effectief principe. De kogel als centraal afdichtingselement wordt door veerkracht, zwaartekracht of hydraulische druk tegen de klepzitting gedrukt. Bij drukopbouw komt de kogel van de zitting los en geeft de doorstroming vrij. Deze beweging verloopt uitsluitend lineair, wat de klep onderscheidt van roterende kogelkleppen.

Hoofdcomponenten

De basisopbouw van een kogelkraan omvat de volgende componenten:

Klepbehuizing: vormt de buitenste structuur en bevat de aansluitingen
Kogel: het beweegbare afdichtingselement van gehard staal of keramiek
Klepzitting: nauwkeurig bewerkte afdichtingsoppervlak, meestal conisch of cilindrisch
Terugstelveer: zorgt voor een gedefinieerde sluitkracht en terugstelling
Geleide-elementen: zorgen voor een exacte beweging van de kogel

De kogel kan daarbij ofwel ongelijkmatig worden geleid, wat een zelfcentrerend effect oplevert, ofwel in modernere uitvoeringen schuifgeleid, wat extra stabiliteit en precisie biedt.

Constructietypes en schakelfuncties

Kogelkleppen zijn verkrijgbaar in verschillende configuraties, die verschillen in hun schakelfunctie:

2/2-weg kogelklep

Dit type heeft twee aansluitingen en twee schakelstanden. In de basisstand is de klep ofwel open (stroomloos open) ofwel gesloten (stroomloos gesloten). Deze klep wordt vaak gebruikt als afsluit- of blokkeerklep in hydraulische circuits.

3/2-weg kogelklep

Met drie aansluitingen en twee schakelstanden maakt deze variant het mogelijk om tussen twee stromingswegen te schakelen. Typische aansluitingen zijn P (drukaansluiting), A (werkaansluiting) en T (tankaansluiting). Deze configuratie wordt vaak aangetroffen in regelcircuits en als voorstuurklep.

Bedieningswijzen

Kogelkranen kunnen op verschillende manieren worden bediend, waarbij elke bedieningswijze zijn specifieke voordelen heeft:

Elektromagnetische bediening

De meest voorkomende bedieningswijze is via elektromagneten. De beschikbare spanningen variëren van 12 V tot 230 V in AC- en DC-uitvoeringen. De schakeltijden liggen doorgaans tussen 20 en 70 milliseconden, wat snelle reacties in het systeem mogelijk maakt.

Pneumatische en hydraulische bediening

Voor toepassingen in explosiegevaarlijke omgevingen of bij hogere schakelkrachten worden pneumatisch of hydraulisch bediende varianten gebruikt. Deze bieden hoge bedieningskrachten en zijn onafhankelijk van elektrische energie.

Mechanische bediening

Verstelbare rolstoters of stoterkoppen maken directe mechanische bediening mogelijk. Deze varianten worden vaak aangetroffen in veiligheidsschakelingen of als eindschakelaars in hydraulische installaties.

Technische specificaties

De technische gegevens van kogelkranen variëren afhankelijk van de nominale maat en uitvoering:

Parameter	DN 3	DN 6	DN 10-16
Nominale druk	tot 315 bar	tot 350 bar	tot 400 bar
Doorstroming	max. 6 l/min	max. 20 l/min	max. 60 l/min
Schakeltijden	15-30 ms	20-50 ms	30-70 ms
Lekpercentage	< 0, 05 cm³/min	< 0, 1 cm³/min	< 0, 2 cm³/min
Temperatuurbereik	-20 tot +80 °C	-20 tot +80 °C	-20 tot +80 °C

De montage gebeurt vaak volgens DIN 24340 voor montage op aansluitplaten of DIN 24342 voor inbouwventielen. De genormeerde aansluitschema’s garanderen daarbij de uitwisselbaarheid tussen verschillende fabrikanten.

Verschil met andere kleptypes

Kogelzittingklep vs. kogelklep

Het fundamentele verschil zit in de beweging van de kogel. Terwijl bij kogelventielen een doorboorde kogel roteert, beweegt de kogel bij kogelzittingventielen lineair. Dit leidt tot verschillende eigenschappen:

Kogelzittingklep	Kogelklep
Lineaire beweging	Roterende beweging
Hoge afdichtingskracht	Minder slijtage
Snelle schakeltijden	Betere doseerbaarheid
Ideaal voor on/off-toepassingen	Hogere doorstroomsnelheden

Vergelijking met schuifafsluiters

In vergelijking met schuifafsluiters bieden kogelafsluiters doorslaggevende voordelen. Ze bereiken al bij de kleinste verstelslag een noemenswaardige doorstroomdoorsnede, terwijl schuifafsluiters vanwege hun positieve overlapping een grotere slag nodig hebben. Het feit dat ze geen olie lekken is een bijkomend voordeel, aangezien schuifafsluiters vanwege hun constructie altijd een zekere lekkage vertonen.

Toepassingsgebieden

Kogelkleppen worden in verschillende industrietakken toegepast:

Mobiele hydraulica

In bouwmachines, landbouwmachines en gemeentelijke voertuigen worden kogelzittingkleppen gebruikt als afsluitkleppen, lastvasthoudkleppen of in veiligheidsschakelingen. De robuuste constructie en ongevoeligheid voor vervuiling zijn hier bijzonder voordelig.

Stationaire hydraulica

Persmachines, spuitgietmachines en werktuigmachines gebruiken kogelzittingventielen voor nauwkeurige besturingstaken. Als voorstuurventielen in grotere wegeventielen maken ze de aansturing van hoge volumestromen met geringe stuurkrachten mogelijk.

Testbanktechniek

De hoge dichtheid en reproduceerbaarheid maken kogelkleppen ideaal voor testbanken. Ze garanderen nauwkeurige meetresultaten en betrouwbare testprocedures.

Mediacompatibiliteit

Kogelkleppen zijn geschikt voor verschillende hydraulische media:

Minerale oliën: standaard hydraulische oliën volgens DIN 51524
Biologisch afbreekbare oliën: HEES, HETG, HEPG
Vloeistoffen op waterbasis: HFA, HFB, HFC volgens VDMA 24317
Speciale media: gedeïoniseerd water, logen (met aangepaste afdichtingen)

De materiaalkeuze voor afdichtingen is afhankelijk van het medium. FKM-afdichtingen zijn geschikt voor de meeste hydraulische oliën, terwijl NBR wordt gebruikt voor vloeistoffen op waterbasis en EPDM voor agressieve vloeistoffen.

Onderhoud en service

Het onderhoudsgemak is een belangrijk voordeel van kogelkleppen. De eenvoudige constructie maakt het volgende mogelijk:

Snelle vervanging van slijtageonderdelen
Eenvoudige reiniging van de afdichtingsvlakken
Eenvoudige ombouw tussen verschillende schakelfuncties
Modulaire constructie voor flexibel gebruik

Slijtagedelensets omvatten doorgaans een kogel, klepzitting, afdichtingen en veer. De levensduur is afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden, de zuiverheid van het medium en de schakelfrequentie. Onder normale bedrijfsomstandigheden zijn meerdere miljoenen schakelcycli haalbaar. Voor professioneel onderhoud en reparatie kunt u terecht bij de serviceafdeling voor reparatie van hydraulische kleppen.

Selectiecriteria

Bij de keuze van een kogelzittingklep moet rekening worden gehouden met de volgende factoren:

Hydraulische parameters

De nominale druk, het debiet en de drukverliezen bepalen de grootte van de klep. Het maximale debiet mag de capaciteit van de klep niet overschrijden om cavitatie en verhoogde slijtage te voorkomen.

Omgevingsomstandigheden

Het temperatuurbereik, de trillingsbelasting en de beschermingsklasse zijn van invloed op de klepkeuze. Voor ruwe omgevingen zijn robuuste uitvoeringen met een hogere beschermingsklasse vereist.

Systeemvereisten

Schakeltijden, lekkagepercentages en nauwkeurigheid moeten voldoen aan de eisen van de toepassing. Veiligheidskritische toepassingen vereisen redundante systemen of kleppen met positiemonitoring.

Normen en richtlijnen

Kogelkranen zijn onderworpen aan verschillende internationale normen:

DIN 24340: aansluitmaten voor wegkleppen in plaatconstructie
ISO 4401: internationale norm voor hydraulische wegkleppen
DIN 24342: inbouwventielen voor blokmontage
ISO 10770: hydraulische ventielen, testprocedures
VDMA 24317: Richtlijnen voor moeilijk ontvlambare hydraulische vloeistoffen

De naleving van deze normen garandeert compatibiliteit, uitwisselbaarheid en veiligheid tijdens het gebruik.

Toekomstige ontwikkelingen

De verdere ontwikkeling van kogelkleppen richt zich op verschillende gebieden. Nieuwe materialen zoals keramiek of gecoate oppervlakken verhogen de slijtvastheid en levensduur. Geïntegreerde sensoren maken conditiebewaking en preventief onderhoud mogelijk. Miniaturisatie opent nieuwe toepassingsgebieden in de microhydraulica, terwijl energiezuinige magneten het energieverbruik verminderen.

Digitalisering leidt tot intelligente kleppen met geïntegreerde elektronica, die zelfdiagnose, parametrering via veldbus en integratie in Industrie 4. 0-omgevingen mogelijk maken. Deze ontwikkelingen verhogen de efficiëntie, betrouwbaarheid en economische efficiëntie van hydraulische systemen op duurzame wijze.

Hoe werkt een kogelklep technisch gezien?

Een kogelklep werkt volgens het klepprincipe: een kogel van gehard staal of keramiek wordt door veerkracht, druk of andere aandrijfkrachten tegen een nauwkeurig bewerkte klepzitting (conisch of cilindrisch) gedrukt. Het belangrijkste verschil met roterende kogelkleppen ligt in de lineaire beweging: bij drukopbouw komt de kogel lineair van de zitting omhoog en maakt zo de doorstroomweg vrij. Door de schuifgeleiding van moderne uitvoeringen wordt de kogel gecentreerd en gestabiliseerd. Deze constructie maakt een zeer nauwkeurige afdichting en betrouwbare schakelfuncties mogelijk met typische schakeltijden tussen 15 en 70 milliseconden.
Waarin verschilt de kogelzittingklep van de klassieke kogelklep?

Het fundamentele verschil zit in de bewegingswijze en het afdichtingselement: bij de kogelklep (kogelkraan) draait een doorboorde kogel 90 graden om de doorstroming vrij te geven of te blokkeren. Bij de kogelzittingklep beweegt een kogel daarentegen lineair op en neer om een vormsluitende zittingafdichting te creëren. De kogelzittingklep bereikt al bij een minimale slag aanzienlijke doorstroomdoorsneden en biedt daarmee een lekvrije afsluiting. Kogelkleppen maken daarentegen hogere doorstroomsnelheden en minder drukverlies mogelijk, maar zijn minder geschikt voor fijne regeling. Kogelzittingkleppen worden daarom steeds vaker gebruikt in veiligheidsschakelingen, terugslagfuncties en stuurkleppen, terwijl kogelkleppen de voorkeur genieten voor snelle afsluiting in grote leidingen.
Waarom is een kogelzittingklep lekvrij, terwijl schuifkleppen lekkage vertonen?

Zittingkleppen bereiken een lekvrije afdichting door de vormsluitende druk van het afdichtingselement (de kogel) op een nauwkeurig bewerkt afdichtingsoppervlak. Bij voldoende hoge veer- of drukkracht ontstaat een absoluut dichte verbinding. Schuifkleppen daarentegen bewegen een zuiger in een boring die constructief noodzakelijk is. Deze functionele speling leidt onvermijdelijk tot interne lekvolumes tussen klepkanalen met verschillende drukken. Met kogelzittingkleppen kunnen daarom lekpercentages van minder dan 0, 05 cm³/min worden bereikt – ideaal voor toepassingen met strenge dichtheidseisen, zoals veiligheidskleppen of blokkeerkleppen in testbanken.
Welke soorten kogelventielen zijn er en waarvoor worden ze gebruikt?

Kogelventielen worden onderscheiden op basis van hun schakelfunctie: het 2/2-wegventiel heeft twee aansluitingen en twee schakelstanden – ideaal als eenvoudig afsluitventiel of afsluitklep voor stroomloos open of stroomloos gesloten functies. De 3/2-wegklep met drie aansluitingen (P: druk, A: werk, T: tank) maakt omschakeling tussen twee stromingswegen mogelijk en wordt vaak gebruikt als stuurklep of voorstuurklep. 4/2- en 4/3-wegkleppen maken complexere stuurfuncties mogelijk met vier aansluitingen. De bediening gebeurt elektromagnetisch (12-230 V AC/DC), pneumatisch, hydraulisch of mechanisch. Door deze modulariteit zijn kogelventielen universeel inzetbaar voor bouwmachines, spuitgietmachines, testbanken en complexe regelcircuits.
Welke invloed heeft de kogelklep op de levensduur en het onderhoud van een hydraulisch systeem?

Kogelkleppen dragen bij aan een aanzienlijke verlenging van de levensduur, omdat hun robuuste constructie minder gevoelig is voor slijtagedeeltjes en een hogere bedrijfszekerheid biedt. In vergelijking met schuifventielen vereisen ze minder frequent onderhoud: onder normale bedrijfsomstandigheden zijn meerdere miljoenen schakelcycli haalbaar. Het onderhoud beperkt zich tot het vervangen van slijtageonderdelen (kogel, ventielzitting, afdichtingen, veer) – een snelle en eenvoudige taak dankzij de modulaire constructie. Dit leidt tot een lager risico op uitval en lagere onderhoudskosten in vergelijking met schuifafsluiters, die regelmatiger moeten worden geïnspecteerd en vaker moeten worden vervangen. Bedrijven profiteren van minder productiestilstand en een hogere betrouwbaarheid van het systeem.
Welke nominale druk- en debietspecificaties hebben kogelafsluiters?

De technische specificaties variëren naargelang de nominale grootte (DN): DN 3-kleppen bereiken een nominale druk tot 315 bar met een maximale doorstroming van 6 l/min; DN 6-kleppen tot 350 bar met een doorstroming tot 20 l/min; DN 10-16-kleppen tot 400 bar met een doorstroming tot 60 l/min. De schakeltijden liggen doorgaans tussen 15 en 70 milliseconden, afhankelijk van de grootte. De lekkagesnelheden bedragen < 0, 05 cm³/min (DN 3), < 0, 1 cm³/min (DN 6) en < 0, 2 cm³/min (DN 10-16). Het temperatuurbereik ligt tussen -20 en +80 °C. De montage gebeurt volgens DIN 24340 (plaatconstructie) of DIN 24342 (blokmontage), wat de uitwisselbaarheid tussen fabrikanten garandeert. Deze standaardisatie maakt een veilige dimensionering en selectie voor specifieke systeemvereisten mogelijk.
Wanneer moet u een kogelklep kiezen in plaats van een schuifklep?

Kogelkleppen zijn de eerste keuze bij de volgende vereisten: (1) Strikte lekvrije dichtheid vereist – bijvoorbeeld in veiligheidsschakelingen, terugslagfuncties of testbanken. (2) Snelle schakeltijden en aan/uit-functies – de lineaire zitelementen reageren nauwkeurig op stuursignalen. (3) Contaminatietolerantie – de robuuste constructie is minder gevoelig voor vervuiling. (4) Lage onderhoudskosten gewenst – modulair en snel vervangbaar. (5) Kleine bouwgroottes met grote doorstroomdoorsnede, zelfs bij minimale slag. Schuifventielen zijn daarentegen beter wanneer hoge doorstroomsnelheden met laag drukverlies, continue smoring of frequente bedrijfswisselingen vereist zijn. De keuze hangt dus af van het toepassingsprofiel: veiligheid en dichtheid pleiten voor zittingkleppen, doorstroming en bedrijfsflexibiliteit voor schuifkleppen.
Welke media kunnen in kogelzittingkleppen worden gebruikt?

Kogelzittingkleppen zijn geschikt voor diverse hydraulische media: standaard minerale oliën volgens DIN 51524, biologisch afbreekbare oliën (HEES, HETG, HEPG volgens VDMA 24317), vloeistoffen op waterbasis (HFA, HFB, HFC) en speciale media zoals gedeïoniseerd water of logen met aangepaste afdichtingen. De materiaalkeuze voor de afdichtingen is mediumspecifiek: FKM-afdichtingen (Viton) voor standaard hydraulische oliën, NBR voor vloeistoffen op waterbasis, EPDM voor agressieve vloeistoffen. De kogel kan van gehard staal of keramiek zijn gemaakt – keramiek biedt voordelen bij chemisch agressieve media. Door deze verscheidenheid aan media zijn kogelkleppen universeel inzetbaar in mobiele hydraulica, industriële hydraulica en gespecialiseerde toepassingen zoals de voedingsmiddelenindustrie of chemische technologie.
Hoe dimensioner je een kogelklep correct voor een hydraulisch systeem?

De dimensionering is gebaseerd op drie hoofdparameters: (1) Nominale druk – kies de klepgrootte die de maximale systeemdruk met minimaal 25% overschrijdt. (2) Volumestroom – de maximale doorstroming mag de klepcapaciteit niet overschrijden om cavitatie en verhoogde slijtage te voorkomen. DN 6-kleppen tot 20 l/min zijn typisch voor middelgrote systemen. (3) Drukverlies – minimaliseer dit door de juiste maat te kiezen; te kleine kleppen veroorzaken onnodige warmteontwikkeling. Let ook op: schakeltijden, lekkagesnelheden en omgevingsomstandigheden (temperatuur, trillingen, vervuiling). Montage volgens DIN 24340 of DIN 24342 garandeert een veilige installatie. Vuistregel: kies een kleiner nomenclatuurnummer als de berekende doorstroming aan de bovengrens ligt – een conservatievere ontwerpverhouding verhoogt de betrouwbaarheid en levensduur.
Welke normen en veiligheidseisen gelden voor kogelkranen?

Kogelkranen zijn onderworpen aan internationale normen: DIN 24340 definieert de aansluitmaten voor wegventielen in plaatconstructie, ISO 4401 is de internationale norm voor hydraulische wegventielen. DIN 24342 regelt inbouwventielen voor blokmontage. ISO 10770 beschrijft testprocedures voor hydraulische ventielen, inclusief debiet, drukverlies en lektests. VDMA 24317 geeft richtlijnen voor moeilijk ontvlambare hydraulische vloeistoffen. CE-markering en machinerichtlijn 2006/42/EG zijn vereist. Deze normen garanderen compatibiliteit, uitwisselbaarheid en veiligheid. Bij toepassingen in explosiegevaarlijke omgevingen (Ex-zones) moet aan aanvullende ATEX-eisen worden voldaan. Naleving van deze normen is niet optioneel – het garandeert juridische compliance en systeem betrouwbaarheid.
Hoe ontwikkelt de kogelkleptechnologie zich verder en welke innovaties zijn er?

De verdere ontwikkeling concentreert zich op verschillende gebieden: nieuwe materialen zoals keramische kogels en gecoate oppervlakken verhogen de slijtvastheid en levensduur aanzienlijk. Geïntegreerde sensoren (positiesensoren, druksensoren) maken conditiebewaking en voorspellend onderhoud mogelijk – voorspellend onderhoud vermindert ongeplande uitval. Miniaturisatie opent nieuwe toepassingsgebieden in de microhydraulica. Energiezuinige magneten met een lager stroomverbruik verlagen de bedrijfskosten. Digitalisering leidt tot intelligente kleppen met geïntegreerde elektronica: zelfdiagnose, parametrering via veldbus (CANopen, PROFIBUS), directe integratie in Industrie 4. 0-omgevingen. Deze ontwikkelingen maken realtime gegevensverzameling, optimalisatie van schakelcycli en naadloze systeemintegratie mogelijk – een trend naar hogere efficiëntie, betrouwbaarheid en totale kostenreductie in moderne hydraulische systemen.