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.
 

So ein Endprodukt kann beispielsweise ein Bagger sein. Hinter einer Reihe von Hebeln sitzend, wird der Baggerführer an seinem Arbeitsplatz zum Virtuosen. Meist bedient er zwei, drei Hebel gleichzeitig, um Ausleger oder Schaufel nicht nur in einer Richtung zu bewegen, sondern komplexe Abläufe umzusetzen. Weil überlagerte Bewegungen die Regel sind, haben vielfach Joysticks anstelle der Hebelreihen Einzug in die Kabinen gehalten.

Egal, ob Hebel oder Joystick: um damit tonnenschwere Lasten millimetergenau ins Ziel zu bringen, muss für das perfekte Zusammenspiel jede einzelne Bewegung sehr genau und zuverlässig ausgeführt werden. Jeder Hebel ist mit einem bestimmten Ventilgehäuse verbunden. Je mehr Funktionalitäten die Maschine hat, desto mehr solcher Ventile werden in Reihe verbaut. Die Zahl der Teile, die beim Baggern bewegt werden können, korrespondiert mit der Zahl der verbauten Ventilgehäuse.

Deren Fertigung ist für Jochen Schmidt die Königsdisziplin in der Hydraulikwelt. Seit vielen Jahren ist die Kompetenz von MAPAL bei der Spool-Bohrung in den Ventilgehäusen gefragt. Von der Genauigkeit dieser Bohrung hängt das Spaltmaß mit dem Schieber ab, das bei modernen Hydraulikventilen sehr eng definiert ist, damit das Hydrauliköl nur in die gewünschte Richtung fließen kann. Großes Augenmerk liegt dementsprechend auf der Rundheit, der Geradheit sowie der Oberflächengüte dieser Bohrung.

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.
 

The different valve housings have different requirements. The fact that a three-stage honing process is added for some parts after the fine machining of the spool bore shows how high they can be. Since quantities in the sector are increasing and production capacities are often inadequate, honing has become an important issue. The workpiece usually has to be moved to another machine for this, which takes time, drives up costs and sometimes creates a bottleneck in the manufacturing process.

Nonetheless, the bore quality can be improved with the MAPAL fine boring tool under certain circumstances, so that only a single-stage or two-stage honing process is required, or honing can even be dispensed with altogether. In many cases, where three stages are still needed, this process is considerably faster thanks to the good pre-machining. Any time saved pays off here. Although the hydraulics sector is characterised by extremely high component variance, the quantities in series production are in the millions.

MAPAL considers it important to identify and eliminate possible cost drivers. "As a technology partner, we have the product portfolio to be able to design the entire process for the complete component in line with requirements," assures Jochen Schmidt. In addition to the central spool bore, MAPAL also carries out the fine machining for the pressure balance bore and was able to completely replace honing here. With 2 µ for straightness and roundness, high accuracy is also required for this shorter bore.
 

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.