Bearbeitung hydraulischer Ventilkörper: Dichtflächen, Querbohrungen und Druckprüfung

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15. Juni 2008

Ein Metallblock, in dem drei Präzisionssysteme leben: Ebenheit auf der Montagefläche, Zylindrizität und Koaxialität in der Bohrung, Rauheit auf der Dichtfläche. Ihre Bearbeitungsreihenfolge kämpft mit sich selbst, weshalb die Preisspanne für die gleiche Zeichnung um den Faktor fünf ansteigt.

Warum Ventilkörper hart sind: Drei Präzisionssysteme in einem Teil

Ein hydraulischer Ventilkörper sieht aus wie ein Block mit Löchern darin. In der Praxis existieren in einem Teil drei Präzisionssysteme nebeneinander: Ebenheit auf der Montagefläche, Zylindrizität und Koaxialität in der Spulenbohrung, Rauheit auf den Dichtflächen. Ihre Bearbeitungsreihenfolge bekämpft sich selbst. Zuerst bohren und dann fräsen, und die Spannkraft verzerrt die Rundheit der Bohrung; Zuerst fräsen und dann bohren, und die zweite Spannung kippt die Fläche.

Aus diesem Grund liegen die Angebote für dieselbe Ziehung bei mehreren zehn bis hunderten Währungseinheiten. Der Unterschied liegt nicht in der Maschinengenauigkeit, sondern darin, ob die Prozessführung durchdacht ist: Wie viele Arbeitsgänge passen in eine Aufspannung, wie wird der Bezugspunkt übertragen, wo findet die Wärmebehandlung statt? Ein Betrieb, der nicht darüber nachgedacht hat, bietet niedrige Angebote an, verliert das Geld für den Ausschuss und gibt den Verlust als Verzögerung oder Preiserhöhung zurück.

Dichtflächen: Rauheit ist das Symptom, Welligkeit ist das Problem

Dichtflächen versagen selten, weil sie nicht glatt genug sind; Sie versagen, weil sie nicht flach genug sind. Eine Ra 0,4-Fläche mit Welligkeit bietet einem O-Ring immer noch einen Leckpfad, während eine Ra 1,6-Fläche mit guter Welligkeitskontrolle bei niedrigem Druck zuverlässig abdichtet. Akzeptanzkriterien erfordern daher Ra und Welligkeit oder Ebenheit zusammen. Ra allein ist unvollständig.

Auf der Bearbeitungsseite besteht die Reaktion darin, den Vorschub pro Zahn und den Werkzeugrundlauf beim Schlichtfräsen so zu steuern, dass sich keine regelmäßige Welligkeit bildet, und bei Bedarf Läppen oder Honen hinzuzufügen. Vergewissern Sie sich bei Druckgussrohlingen zunächst, dass die Bearbeitungszugabe gleichmäßig ist: Ungleichmäßiges Aufmaß führt zu schwankenden Schnittkräften, und diese Schwankungen machen sich direkt als Welligkeit bemerkbar.

Querbohrungen: Beim Entgraten entscheidet sich die Ausbeute

Ventilkörper enthalten sich kreuzende Bohrungen, und beim Bohren entsteht an jeder Kreuzung ein gerollter Grat. Der Grat ist unsichtbar, löst sich nach der Montage und bleibt zwischen Spule und Hülse hängen, was zu Verklebungen oder inneren Undichtigkeiten führt. Ein erheblicher Anteil der Neuventile, die sich auf dem Prüfstand nicht betätigen lassen, ist auf Querlochgrate zurückzuführen.

Der Entgratungsprozess hängt vom Lochdurchmesser und Schnittwinkel ab: mechanisches Entgraten mit einem speziellen Werkzeug, Schleifmittelfluss für kleine Löcher und komplexe Schnittpunkte oder elektrochemisches Entgraten für stabiles Volumen. Alle drei funktionieren, mit sehr unterschiedlichen Kosten und Konsistenz. Bei der Lieferantenqualifizierung lohnt es sich, direkt nachzufragen, wie Querlöcher entgratet werden und wie das Ergebnis verifiziert wird. Ein Lieferant, der die Überprüfung nicht beschreiben kann, hat sie wahrscheinlich nicht kontrolliert.

Druckprüfung: Die Methode zählt mehr als der Druck

Ventilkörper werden vor dem Versand auf Dichtheit und Dichtheit getestet. Welcher Druck, wie lange und wie lange beurteilt wird, bleibt jedoch häufig unklar. Der häufigste Fehler besteht darin, den Testdruck ohne Haltezeit oder Akzeptanzschwelle anzugeben, sodass der Lieferant dreißig Sekunden lang testet und der Kunde mehr als fünf Minuten akzeptiert. Niemand hat Unrecht und nichts passt zusammen.

In einer vollständigen Spezifikation sind das Medium (Wasser oder Gas), der Prüfdruck (normalerweise das 1,5-fache des Nennwerts), die aus Volumen und zulässiger Zerfallsrate abgeleitete Haltezeit, die Akzeptanzschwelle und die anschließenden Ablass- und Rostschutzschritte angegeben. Bei der Gasprüfung sind außerdem zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen erforderlich: Da komprimiertes Gas viel mehr Energie speichert, ist ein Bruch wesentlich gefährlicher als bei einer hydraulischen Prüfung.

Gießen oder Bearbeiten: Warum eine einzige Quelle gewinnt

Ventilrohlinge stammen in der Regel aus Druckguss oder Schwerkraftguss, wobei die Bearbeitung an anderer Stelle erfolgt. Aufgeteilt auf zwei Zulieferer ist das Argument vorhersehbar: Der Gießer sagt, dass das Aufmaß der Zeichnung entsprochen habe, der Maschinist meint, dass ein ungleiches Aufmaß schwarze Haut hinterlassen habe. Der Käufer übernimmt die Kosten, indem er entweder die schwarze Haut akzeptiert oder das Los verschrottet.

Ventilkörper eignen sich daher für einen Lieferanten, der sowohl Guss als auch Bearbeitung durchführt, wobei Aufmaß, Bezugspunkt, Wärmebehandlung und Entgratung in einem Prozessdokument zusammengefasst sind und eine Partei das Problem trägt. Aus diesem Grund ist bei der Bewertung von Zulieferern mechanischer Teile auch die Fähigkeit, eigene Werkzeuge zu bauen und eigene Rohlinge herzustellen, aussagekräftiger als die Anzahl der Bearbeitungszentren.

Sauberkeit: Die Anforderung, die nie bis zur Zeichnung reicht

Sauberkeit ist die Anforderung, die selten in der Zeichnung enthalten ist, aber den größten Teil der Garantiekosten ausmacht. In einem Gusshohlraum zurückgebliebener Sand, Späne vom Querlochentgraten, Aluminiumspäne, die vor dem Zusammenbau nicht herausgeblasen werden – all das zirkuliert mit dem Öl, sobald das System läuft, und verschleißt die Spule und die Anschlussplatte der Pumpe. Die Industrie gibt als Ziel eine ISO 4406-Partikelzahl oder eine NAS 1638-Klasse an, viele Käufer schreiben jedoch nur, dass der Innenraum sauber sein muss, was nichts vorgibt.

Eine ausführbare Spezifikation unterteilt die Sauberkeit in vier Elemente: die Probenahmemethode, ob Spülung oder Extraktion; das Instrument, ein Partikelzähler; die Akzeptanzklasse, zum Beispiel ISO 4406 18/16/13; und der Schutz vor der Verpackung, also Stopfen, Trockenmittel und ein Doppelbeutel. Wenn alle vier niedergeschrieben sind, kann ein Lieferant eine Selbstprüfung durchführen und die Akzeptanz hat eine Grundlage.

Auf der Bearbeitungsseite gibt es drei aufeinander abgestimmte Schritte: Hochdruckspülen nach dem Entgraten, Ultraschallreinigung vor der Montage und Boroskop-Probenahme vor der Endkontrolle. Der Endoskopschritt wird am häufigsten übersprungen und ist die einzige Möglichkeit, Rückstände an der Wurzel eines Querlochs zu erkennen. Bei einem Audit nach Einsicht in die Endoskopaufzeichnungen zu fragen, ist überzeugender, als zehn Seiten Systemdokumentation zu lesen.

So fordern Sie ein Angebot für ein Ventilgehäuse an

Reduziert auf eine sechszeilige Anfrage: leere Quelle und Zuschussstandard; Prozessführung und Datum; Ra- und Welligkeitsziele auf Dichtflächen; Methode und Überprüfung des Querlochentgratens; vollständige Drucktestparameter; sowie Kapazität und Rhythmus während des Hochlaufs. Wenn Sie diese sechs Fragen stellen, wird die Spanne zwischen den Anführungszeichen eher erklärbar als nur eine Vermutung.

Eine Vorsichtsmaßnahme: Ein Ventilkörper ist ein Einzelpunktfehlerteil und eine unterbrochene Leitung kostet weitaus mehr als das Teil. Über den Hauptlieferanten hinaus lohnt es sich, parallel einen Ersatzlieferanten als Multi-Source-Lieferantenvereinbarung mit eigener Genehmigungsdatei und nicht als Name auf einer Notfallliste zu entwickeln, da beide auf der Grundlage derselben Zeichnungsrevision und desselben Abnahmestandards arbeiten. In der Hydraulik ist die Notstromversorgung keine alternative Beschaffungsmöglichkeit; Es handelt sich um eine Versicherung der Produktionskontinuität. Produktdetails des Herstellers anzeigen