Steuerblöcke für hydraulische Antriebe

Eine Steuereinheit in der Hydraulik besteht aus der Kombination von Komponenten, damit die Anlage die gewünschte Bewegung in der erwünschten Geschwindigkeit mit der benötigten Kraft und Charakteristik erzielt. Bei begrenztem Einbauraum und Serienbedarf macht zum Beispiel eine Steuereinheit mit Schraubpatronen Sinn. Durch diese Konstruktionsmöglichkeit ergibt sich eine kompakte und damit gewichtsoptimierte Lösung. Verwendet der Fertigungsbetrieb den gleichen Block, lassen sich zudem Fahrzeug-Optionen in der Montage oder beim Kunden nachrüsten. Gemischt mit Cetop-Ventilen erweist sich diese Steuereinheit in diversen Anwendungen als praktikable Lösung. In Kombination mit Einschraubpatronen stellt sie in vielen Anwendungen eine zielgerichtete und effiziente Lösung dar.

Der Steuerblock kann den Wirkungsgrad der Gesamtanlage positiv beeinflussen – vergleichbar einem Motorgetriebe. In der Hydraulik muss der Ingenieur jedoch den Druckabfall beachten. Er bestimmt die Auswahl der Querschnitte und Strömungslinien. In der mobilen Anwendungen gibt der Konstruktionstechnik zudem das zulässige Gewicht ein wichtiges Kriterium vor.

Eine ideale Konstruktion der Steuereinheit ist illusorisch. Sie ist immer ein Produkt von Schwerpunkten und den daraus resultierenden Kompromissen. Um eine passende Anwendungslösung zu finden, stehen dem Konstrukteur viele Möglichkeiten zur Verfügung. Maßgeblich beeinflusst durch das Lastenheft des Kunden, erarbeitet er eine spezifische Lösung. In seine Planung fließen die geplante Stückzahl, der Druck, Volumenstrom und die Erweiterungswünsche ein. Daraus ergibt sich ein entscheidender Vorteil: Die flexible Anordnung der Komponenten und Anschlüsse erlaubt eine stark kundenzentrierte Lösung. Durch die kompakte Anordnung wird wertvolles Gewicht gespart und der Wirkungsgrad der Anlage erhöht. Dies reduziert die vorgelagerte Antriebsleistung. Nachgelagert verschlankt sie die Maschinenmontage.

Das Gewicht ist jedoch stark vom Betriebsdruck abhängig. Grundsätzlich gilt, dass die Einsatzgrenze für Aluminiumblöcke bei maximal 200 bar liegt. Für einen höheren Druck benötigt man bereits ein Material auf Stahl-Basis. Das Verhältnis der Werkstoffdichte von Aluminium zu Stahl, das bei rund 1 zu 2.9 liegt, wirkt sich natürlich auch auf die Gewichtsdifferenz des Grundblocks aus. Verwendet der Ingenieur normierte Senkungsformen, kann er die Flexibilität für den Verbraucher noch zusätzlich steigern. Dabei ist es ihm möglich, dem Endkunden gewisse Funktionen in verschiedenen Betätigungsarten (mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch) optional in derselben Schnittstelle immer zur Verfügung zu stellen.

Die Vorteile der Steuereinheit in Bezug auf die Leckage gegen äußere Einflüsse werden unterschätzt. Obwohl die Abdichtungen gegen außen grundsätzlich beherrschbar bleiben, beginnen die Abdichtungsschnittstellen aber oft zu schwitzen. Der Konstrukteur eines Steuerblocks kann die Anzahl Abdichtungsschnittstellen im Vergleich zu Plattenventilen signifikant reduzieren und damit auch das Risiko für eine unerwünschte Leckage gegen außen mindern.

Steuereinheiten stellen eine Alternative zu Plattenventilen dar. Vorteile bieten sich ab einer gewissen Seriengröße. Eine flexibel ausgerichtete Produktion macht kundenspezifische Steuereinheiten bereits ab einem Serienlos von rund 20 Stück ökonomisch interessant. Neben der wirtschaftlichen Sinnhaftigkeit, sind auch die kundenspezifische Anordnung, der reduzierte Platzbedarf oder das geringere Gewicht für die Produktion von wesentlich kleineren Stückzahlen vorteilhaft. Ein großer Volumenstrom und hoher Druck machen die Steuereinheit gegenüber alternativen Lösungen zum Punktsieger.

In mobilen Anwendungen sind die Korrosionsschutzstufen ein weiteres entscheidendes Kriterium im Anforderungsprofil der entsprechenden Anlage. Je höher die geforderte Korrosionsschutzstufe, desto entscheidender ist die Lieferantenwahl für Komponenten und Steuereinheit. Dies ist wichtig, weil verschiedene Korrosionsschutzstufen existieren: beginnend mit dem Minimalschutz von galvanisch verzinkt, bis zur durchgängigen Lösung von Komponenten, Magneten und Steuereinheiten aus säurebeständigem Stahl (AISI 316L) für dauerhaften Schutz gegen das raue Klima auf hoher See oder in der Chemieindustrie. Neben den Eigenschaften des Grundmaterials stellt die Schutzschichtlackierung bis zum Standard C5 eine vollwertige Alternative dar. Wandfluh bietet hier zum Beispiel eine Palette an verschiedenen Korrosionsschutzmöglichkeiten an. Eine von mehreren Möglichkeiten, den Ruf der Steuerblöcke in der Hydraulik wieder auf Hochglanz zu polieren.