Anziehen der Schrauben des Baggersteuerventils: Die Methode, die Lecks stoppt und kostspielige Ausfallzeiten verhindert
Jeder Hydrauliktechniker kennt das Gefühl: Sie bauen ein Steuerventil wieder zusammen, starten die Maschine und schon beginnt Öl aus einer Verbindung zu tropfen, von der Sie geschworen haben, dass sie dicht ist. Der Schuldige? Fast immer sind die Schrauben nicht richtig festgezogen. Steuerventile an Baggern sind ständigen Vibrationen, Druckspitzen und Temperaturwechseln ausgesetzt. Das richtige Befestigen der Befestigungselemente ist nicht optional – es ist der Unterschied zwischen einer Reparatur, die 2.000 Stunden dauert, und einer, die vor dem Mittagessen fehlschlägt.
Warum sich Steuerventilschrauben häufiger lösen als alle anderen Befestigungselemente an der Maschine
Das Steuerventil ist das Herzstück des Hydrauliksystems. Jede Spulenbewegung, jeder Druckstoß der Pumpe, jeder Stoß, wenn die Schaufel auf Felsen aufschlägt – diese Energie wandert direkt durch das Ventilgehäuse und in die Befestigungsschrauben. Im Gegensatz zu Konstruktionsschrauben, die einer konstanten Belastung ausgesetzt sind, sind diese Verbindungselemente einer Welt ständiger Vibrationen und schwankender Axialkräfte ausgesetzt.
Untersuchungen zur Ermüdung von Baggerbefestigungen zeigen etwas Entscheidendes: Wenn sowohl die Bolzensteifigkeit als auch die Flanschsteifigkeit niedrig sind, steigt die Spannungsamplitude am Bolzen mit jedem Vibrationszyklus sprunghaft an. Das bedeutet, dass sich selbst eine richtig angezogene Schraube lösen kann, wenn sich die umgebende Struktur zu stark durchbiegt. Bei Maschinen, bei denen der Rahmen von einer kleineren Klasse aufgerüstet wurde, ohne die Befestigungspunkte zu verstärken, verdoppelte sich die Schraubenlockerungsrate nahezu.
Die Ventildeckelschrauben der meisten Maschinen – unabhängig davon, ob Sie an einer Hitachi ZX-Serie, einem Komatsu PC200 oder einer Hyundai R-Serie arbeiten – erfordern je nach Standort typischerweise Anzugsdrehmomente zwischen 58,8 N·m und 176,5 N·m. Der große Bereich besteht, weil unterschiedliche Abschnitte des Ventils unterschiedliche Lasten tragen. Die Hauptentlastungsventilanschlüsse erfordern das höchste Drehmoment, während kleinere Deckelschrauben weitaus weniger benötigen.
Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Anziehen der Schrauben beim Zusammenbau des Steuerventils
Beginnen Sie mit der Vorbereitung, die die meisten Techniker überspringen – und die sie später kostenintensiv macht.
Reinigen und prüfen, bevor Sie einen Schraubenschlüssel anfassen
Ziehen Sie jede Schraube heraus und blasen Sie jedes Gewindeloch mit Druckluft aus. Untersuchen Sie dann die Fäden bei gutem Licht. Wenn eine Schraube Riefen, Einschnürungen, Risse oder sogar eine leichte Biegung aufweist, ersetzen Sie sie sofort. Eine einfache Regel: Wenn die Schraubenlänge im Vergleich zu einer neuen Norm um mehr als 2 % gewachsen ist, ist Schluss. Verwenden Sie es nicht wieder.
Reinigen Sie die Passflächen am Ventilgehäuse und am Deckel mit Lösungsmittel. Jede Spur von altem Dichtungsmaterial, Schmutz oder getrocknetem Hydrauliköl führt zu falschen Drehmomentwerten. Die Schraube fühlt sich fest an, aber die Klemmkraft ist bei weitem nicht so groß, wie Sie es benötigen.
Überprüfen Sie jede O-Ring-Nut auf Kerben, Dellen oder Rost. Eine beschädigte Dichtfläche bedeutet einen internen Bypass, egal wie perfekt Sie die Schrauben anziehen. Ersetzen Sie jeden O-Ring, der eingeklemmt, gerissen oder dauerhaft deformiert aussieht. Wenn Sie neue O-Ringe einbauen, schmieren Sie diese mit sauberem Hydrauliköl oder Fett – bauen Sie sie niemals trocken ein. Und achten Sie beim Einbau darauf, dass es sich nicht wellt. Ein verdrehter O-Ring dichtet nicht ab und es treten äußere Undichtigkeiten auf, die wie Schraubenversagen aussehen.
Schraubensicherung und Dichtmittel richtig auftragen
Tragen Sie bei den Schrauben des Ventildeckels und des Hauptgehäuses Gewindesicherungsmasse auf die Gewinde auf. Anaerobe Schraubensicherungsmittel härten unter Luftabschluss aus und dehnen sich beim Aushärten leicht aus, füllen mikroskopisch kleine Lücken und erzeugen eine vibrationsbeständige Verbindung. Dies ist bei Steuerventilschrauben von enormer Bedeutung, da die Verbindung ständig beschädigt wird.
Tragen Sie auf die Passflächen des oberen und unteren Ventildeckels eine kontinuierliche Dichtmittelraupe auf – Produkte wie Loctite 518 oder gleichwertige Produkte eignen sich gut. Benutzen Sie hier kein Klebeband oder Pipe-Dope; Flüssigdichtungen kommen mit der hydraulischen Hochdruckumgebung weitaus besser zurecht. Kontrollieren Sie jedoch die Menge – beim Zusammenbau wird zu viel Dichtmittel in die Ölkanäle gedrückt, was zu Verstopfungen führt, die sich in einer trägen Reaktion der Spule bemerkbar machen.
Ein nützlicher Trick: Lassen Sie die Dichtungshaut aushärten oder teilweise aushärten, bevor Sie die Abdeckungen zusammendrücken. Dadurch wird das Ausquetschen reduziert und die Dichtung erhält eine bessere elastische Rückstellung.
Die tatsächliche Anzugsreihenfolge, auf die es ankommt
Hier machen die meisten Geschäfte einen Fehler. Sie beginnen an einer Ecke und arbeiten sich im Kreis vor. Dadurch entsteht ein ungleichmäßiger Klemmdruck – eine Seite der Abdeckung hebt sich leicht an, Öl gelangt in den Spalt und es liegt ein Leck vor.
Ziehen Sie die Schrauben immer diagonal oder kreuzweise an. Gehen Sie bei einem rechteckigen Ventildeckel mit vier Schrauben von Ecke zu gegenüberliegender Ecke und dann von den restlichen zwei. Befolgen Sie bei Abdeckungen mit sechs oder acht Schrauben das im Servicehandbuch gezeigte Sternmuster. Normalerweise arbeiten Sie abwechselnd von der Mitte nach außen.
Verwenden Sie einen kalibrierten Drehmomentschlüssel. Kein Klicktyp, kein Balkentyp – ein richtiger Dreh- oder Digitalschlüssel, den Sie innerhalb der letzten sechs Monate überprüft haben. Das angestrebte Drehmoment für die meisten Steuerventildeckelschrauben von Baggern liegt zwischen 156,9 N·m und 176,5 N·m. Überprüfen Sie es jedoch immer anhand des Handbuchs der jeweiligen Maschine, da die Befestigungsschrauben für das Zusammenführungs-/Splitventil der Pumpe denselben Bereich aufweisen.
Für die kleineren internen Schrauben – diejenigen, die Spulenbaugruppen, Patronenventile und das Anti-Drift-Ventil halten – sinken die Drehmomente erheblich, oft auf den Bereich von 30–50 N·m. Die Federsitzschrauben und Anschlagschrauben im Inneren des Ventilgehäuses benötigen sogar noch weniger. Ziehen Sie diese schrittweise an: 50 % des endgültigen Drehmoments im ersten Durchgang, dann 75 % und dann das volle Drehmoment. Dadurch sitzen die Komponenten gleichmäßig, ohne dass sich die Bohrung verzieht.
Besondere Überlegungen für Zonen mit hoher Vibration
Der Steuerbereich des Schreitmotors und der Auslegerzylinder-Anschlussbereich weisen bei allen Baggern die schlimmsten Vibrationen auf. Schrauben sollten hier mit einer Schraubensicherung und einer mechanischen Sicherung versehen werden – entweder einer selbstsichernden Mutter oder einem Sicherheitsdraht, sofern die Konstruktion dies zulässt. Beachten Sie bei der Montage des Hauptüberdruckventils, dass einige Hersteller ein spezielles Werkzeug zum Entfernen des Überdruckventils verwenden, da die Kontermutter und die Einstellschraube nicht beschädigt werden dürfen. Wenn Sie diese Einstellung entfernen, ändert sich der eingestellte Druck und die Hydraulik der gesamten Maschine verhält sich anders.
Markieren Sie nach dem letzten Drehmomentdurchgang jeden Schraubenkopf mit einem Farbstift, sodass er mit einer Markierung am Flansch übereinstimmt. Dies ermöglicht Ihnen bei jedem Wartungsintervall eine Sichtkontrolle – wenn die Markierungen nicht übereinstimmen, hat sich die Schraube verschoben. Bei kritischen Verbindungen wie der Montage des Hauptventilkörpers am Rahmen gehen einige Techniker noch einen Schritt weiter und verwenden die Drehmoment-Winkel-Methode: Zuerst fest anziehen und dann um weitere 90 bis 120 Grad drehen. Diese Methode ist in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet, da sie eine weitaus gleichmäßigere Klemmkraft als das Drehmoment allein erzielt – insbesondere, wenn die Reibung zwischen den Gewinden variiert.
Ein letzter Punkt, der gute Hydraulikwerkstätten von großartigen unterscheidet: Ziehen Sie nach den ersten 250 Betriebsstunden nach dem Zusammenbau des Ventils die Abdeckungen ab und überprüfen Sie jede Schraube erneut. Der Einpressvorgang komprimiert die Dichtung und kann die Klemmkraft um 10–15 % verringern. Ein schnelles erneutes Anziehen des Drehmoments in diesem Intervall erkennt Probleme, bevor sie auf der Baustelle zu ölgetränkten Katastrophen werden.