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Hydraulik Der optimale Hydraulik-Steuerblock: was Sie vorab wissen müssen

| Autor / Redakteur: Dietmar Kuhn / Stefanie Michel

In der modernen Hydraulik spielen Steuerblöcke eine zentrale Rolle. Doch die Art der Steuerblöcke ist so vielfältig wie die Anwendungen. Wie findet dann der Konstrukteur den Weg zum optimalen Steuerblock? Er kann sich Unterstützung bei Experten holen, sollte aber zuerst einige Fragen klären.

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„Schweizer Käse“: Ein Steuerblock wird mit höchster Präzision und Genauigkeit gebohrt, gefräst und geschliffen.
„Schweizer Käse“: Ein Steuerblock wird mit höchster Präzision und Genauigkeit gebohrt, gefräst und geschliffen.
(Bild: Kuhn)

Hydraulik-Steuerblöcke findet man in zahlreichen Anwendungen des täglichen Lebens, denn sie gelten heute in der Hydraulik als das Herz einer jeden Anlage. In der Mobilhydraulik müssen die Systeme robust sein – das erklärt sich von selbst bei Einsätzen in Baggern oder in landwirtschaftlichen Schleppern. Trotz dieser höchsten Ansprüche verlangt der Anwender relativ leichte und kompakte Steuerblöcke. Angepasst an die Anforderungen bietet Schnupp seine Steuerblöcke aus Werkstoffen wie Aluminium oder Grauguss und Stahl an. Insbesondere ist bei den gegossenen Steuerblöcken auf eine absolute Lunkerfreiheit zu achten.

Über die funktionale Sicherheit hinaus müssen Steuerblöcke für die Mobilhydraulik extrem schwankenden Umwelteinflüssen und unterschiedlichen Witterungsbedingungen standhalten – egal ob der Einsatz in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit oder unter extremen Temperaturschwankungen von beispielsweise -40 bis 80 °C stattfindet. Bei den Experten von Schnupp werden die Anwendungsbedingungen bereits schon bei der Materialauswahl für einen Steuerblock mit in die Überlegungen einbezogen. In vielen Fällen kann auch eine Oberflächenbehandlung des Steuerblocks erforderlich sein – je nach äußeren Gegebenheiten. Typisch für die Mobilhydraulik sind die hohen Stückzahlen in denen sie gefertigt werden.

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Jeden Steuerblock anwendungspezifisch auslegen

Parallel zur Mobilhydraulik gibt es in der Industriehydraulik ein weiteres großes Anwendungsspektrum für Hydraulik-Steuerblöcke. Einsatzbereiche findet man beispielsweise in der Medizintechnik, Prüfstandstechnik, Bühnentechnik, im Maschinen- und Anlagenbau, in der Stahlindustrie, Pressentechnik oder in der Müllverarbeitung. Prinzipiell entsprechen die Anforderungskriterien denen der Mobilhydraulik. Sie sind aber aufgrund der Einsatzorte weniger den Witterungseinflüssen als vielmehr dem jeweiligen Kleinklima an und um ihren Einsatzort ausgesetzt.

Das zeigt, dass jeder Steuerblock für seine spezifische Anwendung ausgelegt sein muss. In der Regel werden dafür Qualitätsstähle oder hochwertige Gusswerkstoffe verwendet, die wie bereits erwähnt, absolut lunkerfrei sein müssen. Steuerblöcke für die Industriehydraulik werden meist in niedrigeren Stückzahlen hergestellt im Vergleich zur Mobilhydraulik; nicht selten wird Losgröße Eins gefordert. Unabhängig davon, welche Stückzahlen der Kunde benötigt, er erwartet hohen Flexibilität und Qualitätsbewusstsein bei schneller Lieferung. Das wird bei Schnupp realisiert.

Wer als Konstrukteur bei der Auswahl von Steuerblöcken auf der sicheren Seite sein möchte, sucht sich beratende Unterstützung. Schnupp beispielsweise verfügt über die Erfahrung von über vier Jahrzehnten und bisher mehreren Tausend entwickelter und produzierter Steuerblöcke.

Jeder Steuerblock stellt praktisch ein Unikat dar. In der Regel kommt der Kunde quasi mit „leeren Händen“; vielleicht weiß er gerade, welche Bewegungen er haben will und welche Masse bewegt werden soll – mehr nicht. Andere, beispielsweise Stammkunden mit permanent hohem Bedarf an Steuerblöcken, bringen möglicherweise auch ihre eigenen Hydraulik-Erfahrungen in die gemeinsame Lösungsfindung mit ein.

Mit allen Informationen, die Schnupp vom Kunden bekommt, und mit dem Input der eigenen Erfahrung, erstellen erfahrene Hydraulik-Konstrukteure mithilfe von 3D-Software den ersten Entwurf.

Präzise Fertigungstechnik sorgt für passende Anschlüsse

Wie bereits erwähnt gibt es dabei viele Dinge zu berücksichtigen (siehe Tabelle). So ist es vorteilhaft zu wissen, welchen Belastungen und Bedingungen der Steuerblock ausgesetzt ist. Nach der Materialauswahl, die je nach den gewünschten oder erforderlichen Drücken (Alu bis 250 bar, Guss bis 420 bar und Stahl bis 2000 bar) entschieden wird, muss die Frage nach den Anschlüssen für Ventile, Sensoren und Signalgebern sowie den damit verbundenen Fertigungsschritten beantwortet werden. An diesen zentralen Stellen muss alles zu 100 % passen.

Ein solcher Hydraulik-Steuerblock hat nicht selten das Aussehen eines „Schweizer Käse“: in ihm befinden sich eine Vielzahl von Bohrungen und Gewinden unterschiedlichster Art. Diese werden bei Schnupp mit höchster Präzision fertigungstechnisch so in den Steuerblock eingebracht, dass sie einerseits immer parallel verlaufen, gewisse Mindestabstände einhalten und vor allem immer einen optimalen Strömungsverlauf garantieren. Gerade darüber kann der Anwender viel Energie einsparen.

Das Innere eines Steuerblocks mit all seinen Anschlüssen und Kanalverläufen: Solch komplexe Systeme sind bei Schnupp an der Tagesordnung, ebenso wie die hohe präzise Fertigungstechnik.
Das Innere eines Steuerblocks mit all seinen Anschlüssen und Kanalverläufen: Solch komplexe Systeme sind bei Schnupp an der Tagesordnung, ebenso wie die hohe präzise Fertigungstechnik.
(Bild: Schnupp)

Montagerecht sind Steuerblöcke dann, wenn Ventilsitze, Verschlauchung und Verrohrung sich nicht gegenseitig behindern und ein möglicher Austausch der Komponenten schnell und reibungslos über die Bühne geht. Ein weiteres entscheidendes Kriterium ist die absolute Gratfreiheit die sich in nicht unerheblichem Maße auch auf eine 100%ige Dichtheit des gesamten Systems Steuerblock auswirkt. Diese erreicht man unter anderem auch durch eine exakte, saubere und glatte Oberfläche, die ein an jedem Punkt gleichmäßiges Berühren der Ventil- und Steuerblockflächen sicherstellt. Darüber hinaus sind auch die richtigen Einschraubdrehmomente zu berücksichtigen.

Druckverlust so gering wie möglich halten

Ein Strömungsverlauf ist dann optimal, wenn das Medium (Mineralöle in unterschiedlichen Qualitäten und Gemischen – je nach Anforderungen und Einsatzgebieten) möglichst geringen Reibungsverlusten unterliegt. Als entscheidender Faktor gilt hier das Verhältnis von Eingangs- und Ausgangsdruck ΔP als Druckverlust, der im (unrealistischen) idealen Fall bei Null läge. Durch die fertigungstechnischen Fähigkeiten und Möglichkeiten arbeitet man bei Schupp permanent am Optimum.

Dies sind nur einige Vorüberlegungen für eine optimale Steuerblock-Konstruktion. Schnupp bietet Konstrukteuren dazu umfangreiche Unterstützung und Entscheidungshilfen an. Die Experten in Bogen verfügen über einen Jahrzehnte gewachsenen Erfahrungsschatz in Sachen Mobil- und Industriehydraulik und eine moderne Fertigungstechnik. Wenn es sein muss liefert der Spezialist auch den Steuerblock in Losgröße Eins – kunden- und anwendungsspezifisch, inklusive der Ventilen namhaften und führenden Lieferanten. Zudem verlässt kein Steuerblock das Unternehmen, ohne dass es auf „Herz- und Nieren“ geprüft wurde.

* Dietmar Kuhn ist freier Fachjournalist. Weitere Informationen: Franz Spanfeldner ist Prokurist bei der Schnupp GmbH & Co. Hydraulik KG in 94327 Bogen

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