MAPAL Focuses on Fluid Technology

Fluid technology products are used in a wide range of markets, such as mechanical and plant engineering, energy and environmental technology, automation technology, printing machines, woodworking machines, food and packaging machines, aerospace and shipbuilding. Driven by rising population figures worldwide, particularly agricultural engineering and construction machinery are absolute growth markets.

In an industry analysis, the VDMA confirms the high level of innovation in fluid technology from Germany. In terms of world trade, Germany ranks first, ahead of the USA and China, with an export quota of 60 percent, making it the world's most important supplier in this sector. The foreign production of many German fluid technology companies also enhances market penetration.
The prospect of a comparatively crisis-proof growth industry is by no means the only reason for MAPAL to focus more on fluid technology. The workpiece materials to be machined (cast iron, steel, stainless steels and non-ferrous metals) are ideally suited to the tool manufacturer's product portfolio. Over and above carrying out demanding machining steps, MAPAL can support the entire process worldwide here as a technology partner. "The customers' needs fit our MAPAL DNA," is the analysis of Jochen Schmidt, who heads up the General Machining segment. To him, being a technology partner means understanding both the customers' needs and the actual product and how it functions in the end product.
 

One such end product might be an excavator. Sitting behind a row of levers, the excavator operator becomes a virtuoso at his workplace. He usually operates two or three levers at the same time, not just to move the boom or bucket in one direction, but to implement complex sequences. Since superimposed movements are the rule, joysticks have often found their way into the cabs instead of rows of levers.

Irrespective of whether a lever or a joystick is being used, bringing loads weighing several tonnes to their destination with millimetre precision means that every single movement must be executed very precisely and reliably to ensure perfect interaction. Each lever is connected to a specific valve housing. The more functionalities the machine has, the more of these valves are installed in series. The number of parts that can be moved during excavation corresponds to the number of valve housings installed.

For Jochen Schmidt, manufacturing them is the supreme discipline in the world of hydraulics. For many years, MAPAL's expertise has been in demand for the spool bore in the valve housings. The gap dimension with the slide depends on the accuracy of this bore, which is very narrowly defined in modern hydraulic valves, so that the hydraulic oil can only flow in the required direction. The roundness, straightness and surface finish of this bore are also crucial.

Der erste Bearbeitungsschritt trägt der unterschiedlichen Qualität der gegossenen Rohteile Rechnung. Weil die vorgegossenen Bohrungen relativ ungenau sind, ist zunächst eine präzise Pilotbohrung im ersten Steg zu erzeugen. Sie schafft die Voraussetzung dafür, dass in den weiteren Bearbeitungsschritten eine gute Zylinderform entsteht. Als nächstes durchfährt ein Vollhartmetallwerkzeug oder bei den größeren Bauteilen ein Werkzeug mit Wendeschneidplatten die gesamte Bohrung. Was der Pilotbohrer für den ersten Steg geschaffen hat, wird nun auf ganzer Länge hergestellt. Um in den Hohlkammern Ringbildung durch vorangetriebene Späne zu verhindern, sorgt MAPAL bei der Bearbeitung durch Verwendung der Tangentialtechnologie für einen weichen Schnitt. Das kann im Prozess einen separaten Waschgang einsparen. 

Nach dieser Vorbearbeitung kommt das klassische Feinbohrwerkzeug von MAPAL zum Einsatz, das die Bohrung äußerst präzise fertig bearbeitet. Es verfügt über eine einstellbare Schneide und Führungsleisten, die verhindern, dass das Werkzeug von Steg zu Steg abgedrängt wird. So wird eine hohe Geradheit und genaue Zylinderform erzeugt.
 

Die Anforderungen verschiedener Ventilgehäuse sind unterschiedlich. Wie hoch sie sein können, zeigt der Umstand, dass bei manchen Bauteilen nach der Feinbearbeitung der Spool-Bohrung noch ein dreistufiger Honprozess hinzukommt. Weil die Stückzahlen in der Branche steigen und die Produktionskapazitäten oft nicht mehr ausreichen, ist das Honen zu einem wichtigen Thema geworden. Das Werkstück muss dazu meist auf eine andere Maschine gebracht werden, was Zeit erfordert, die Kosten in die Höhe treibt und mitunter einen Engpass in der Fertigung darstellt. 

Immerhin kann die Bohrungsqualität mit dem MAPAL Feinbohrwerkzeug unter Umständen so weit verbessert werden, dass nur noch ein ein- oder zweistufiger Honprozess erforderlich ist oder das Honen sogar ganz entfallen kann. Wo noch drei Stufen gebraucht werden, geht dieser Prozess dank der guten Vorbearbeitung in vielen Fällen nennenswert schneller. Jeder Zeitgewinn zahlt sich hier aus. Die Hydraulikbranche ist zwar durch eine sehr hohe Bauteilevarianz gekennzeichnet, doch gehen die Stückzahlen in der Serienfertigung in die Millionen.

MAPAL ist es wichtig, mögliche Kostentreiber ausfindig zu machen und zu eliminieren. „Als Technologiepartner haben wir das Produktportfolio, um den gesamten Prozess für das komplette Bauteil anforderungsgerecht auslegen zu können“, versichert Jochen Schmidt. Neben der zentralen Spool-Bohrung übernimmt MAPAL auch die Feinbearbeitung bei der so genannten Druckwaagenbohrung und konnte hier das Honen komplett ersetzen. Mit 2 µ bei Geradheit und Rundheit ist auch bei dieser kürzeren Bohrung hohe Genauigkeit verlangt.
 

Zur Bearbeitung von Hydraulikbauteilen gehören nicht nur Experten- und Sonderwerkzeuge, sondern unterschiedliche Technologien, die auch mit dem verfügbaren Standardportfolio wirtschaftliche Bearbeitungen möglich machen. Beispiele sind sind das NeoMill-Programm für das Planfräsen, die Tritan-Drill-Reamer, die Bohren und Reiben in einem Arbeitsgang vereinen, oder Tangential-Schruppwerkzeuge (TSW), die bei der Vorbearbeitung von Bohrungen in Ventilgehäusen für die mobile Hydraulik deutliche Einsparungen bei der Hauptzeit und eine signifikante Qualitätsverbesserung liefern.

Die Bauteile sind 500x500 mm große Ventilblöcke aus GGG50, bei denen drei Kolbenbohrungen von beiden Seiten zu bearbeiten sind, wobei das Aufmaß im Durchmesser bis zu 16 mm geht. Die TSW von Mapal erzeugen kurze Reißspäne und verhindern damit, dass Ringe in die Zwischenräume gedrückt werden, die dann mit hohem Aufwand entfernt werden müssen. Pro Bauteil konnte die Eingriffszeit um 15,33 Minuten verkürzt werden. Die Gehäuse des entsprechenden Typs wurden in einer Stückzahl von 500 gefertigt, was insgesamt eine Zeiteinsparung von 128 Stunden bedeutet.

In Zukunft die kompletten Bauteile zu zerspanen, ist für MAPAL ein strategischer Schritt. Gab es früher in der Industrie noch den Zielkonflikt zwischen hoher Produktivität oder möglichst guter Qualität, lässt sich heute beides miteinander prozesssicher vereinbaren.