Anwendung: Hydraulikpresse für das Stanzen von Automobilkomponenten (Einsatz in einem Tier-1-Automobilzuliefererwerk in Bayern, Deutschland)
Betriebsdauer vor Ausfall: 5 Jahre (ca. 8.200 Betriebsstunden)
Auslöser des Ausfalls: Plötzlicher Druckstoß im Hydrauliksystem (verursacht durch ein defektes Überdruckventil), der zu inneren Stoßschäden am Servoventil führte
Fehlerbeschreibung
Im Oktober 2025 meldete das Werk einen vollständigen Funktionsausfall der Hydraulikpresse, die mit diesem Servoventil ausgestattet war. Nach einer ersten Inspektion wurden folgende kritische Probleme festgestellt:
Schäden an Kernkomponenten:
Der ursprüngliche Ventilschieber war irreparabel beschädigt – sichtbare Risse auf der Schieberoberfläche und starke Verformung an der Steuerkante, wodurch er den Ölfluss nicht mehr regulieren konnte.
Die Magnetspule fiel vollständig aus: Kein elektrischer Widerstand bei der Messung mit einem Multimeter (Standardwiderstand für dieses Modell: 28±2Ω), und die Spulenwicklung zeigte Anzeichen von Durchbrennen aufgrund von anormalem Strom.
Stoßschäden an der inneren Ventilstruktur: Die Innenwand des Ventils wies sichtbare Dellen und Kratzer auf, und der integrierte Positionssensor (zur Rückmeldung der Schieberposition) war zerbrochen – bei elektrischen Tests wurde kein Ausgangssignal festgestellt.
Sekundäre Probleme:
Ölleckage an mehreren Ventilanschlussstellen aufgrund beschädigter interner Dichtungen.
Die äußere Ventilgehäuseplatte (Aluminiumlegierung) wies leichte Verformungen und einen 2 mm langen Riss an der Befestigungsbohrung auf, was die Montagepräzision beeinträchtigte.
Die Presse war weiterhin außer Betrieb, was zu einem vollständigen Produktionslinienstillstand führte.
Instandsetzungsprozess
1. Demontage und umfassende Inspektion
Das Servoventil wurde in einem Reinraum (Klasse 1000) demontiert, um weitere Verunreinigungen zu vermeiden. Wichtige Ergebnisse nach detaillierter Inspektion:
Ventilschieber: Risse über den Schieberkörper (Länge: 3 mm) und irreversible Verformung an der Durchflusssteuerkerbe – nicht reparierbar, vollständiger Austausch erforderlich.
Magnetspule: Isolationsschicht der Wicklung geschmolzen, Kupferdrähte oxidiert – keine Reparaturmöglichkeit.
Innenraum: 4 mm tiefe Delle an der Innenwand und Metallreste von der Kollision.
Gehäuseplatte: Verformung am Montagebereich (0,8 mm Versatz) und ein 2 mm langer Längsriss an der oberen Befestigungsbohrung.
2. Gezielte Reparaturmaßnahmen
(1) Austausch der Kernkomponenten
Austausch des beschädigten Ventilschiebers durch einen Original-Parker-OEM-Schieber (Teilenummer: D3FPE-SPOOL-50Y), um die Übereinstimmung der Maßgenauigkeit (Toleranz: ±0,005 mm) für die Durchflussregelung sicherzustellen.
Einbau einer neuen kompatiblen Magnetspule (Parker-Teilenummer: D3FPE-COIL-24V) mit 24 V DC-Nennspannung und Durchführung eines Isolationswiderstandstests (Ergebnis: 500 MΩ, entspricht dem Standard ≥100 MΩ).
Austausch des zerbrochenen Positionssensors durch ein Parker-Original (Modell: D3FPE-SENSOR-POS) und Kalibrierung seines Signalausgangs auf 0-10 V (passend zum Rückmeldesystem des Ventils).
(2) Wiederherstellung des Innenraums
Entfernung von Metallresten aus dem Innenraum mit einer Hochdruck-Druckluftpistole (0,6 MPa Druck) und Polieren der eingedellten Innenwand mit 1200er-Schleifpapier, um die Glätte wiederherzustellen (Oberflächenrauheit nach dem Polieren: Ra 0,15 μm).
Spülen des gesamten Innenkanals mit ultrareinem Hydrauliköl (ISO VG 46, Partikelzahl: ≤10 Partikel/ml für ≥5 μm), um Restverunreinigungen zu beseitigen.
(3) Reparatur der Gehäuseplatte
Reparatur der Gehäuseplattenverformung mit einer Präzisions-Hydraulikpresse (Druck: 50 kN), um den 0,8 mm Versatz zu korrigieren und die Parallelität zum Ventilkörper sicherzustellen (Toleranz: ±0,01 mm).
Reparatur des 2 mm Risses an der Befestigungsbohrung durch Aluminiumlegierungsschweißen (mit ER5356-Schweißdraht), gefolgt von Schleifen und Bohren, um den ursprünglichen Lochdurchmesser (12 mm) und die Gewindegängigkeit (M12×1,5) wiederherzustellen.
Durchführung eines Drucktests an der reparierten Gehäuseplatte (Testdruck: 300 bar, Dauer: 30 min), um sicherzustellen, dass keine Leckage auftritt.
(4) Endkalibrierung
Montage aller ausgetauschten/reparierten Komponenten auf einem von Parker zugelassenen Prüfstand (Modell: 8910A) zur Systemkalibrierung:
Einstellung des Magnetspulenstroms auf 1,8 A (Nennwert), um eine stabile Magnetkraftausgabe sicherzustellen.
Kalibrierung des Positionssensors, um eine Schieberpositionsrückmeldegenauigkeit von ±0,002 mm zu erreichen.
Optimierung der Durchflussrate des Ventils auf 50 l/min (Nennwert für D3FPE50YB9HB7047P00) und Überprüfung der Druckregelstabilität innerhalb von ±0,3 bar.
3. Tests und Validierung nach der Reparatur
Wiedereinbau des Servoventils in die Hydraulikpresse und Durchführung eines 6-stündigen Dauerbetriebstests:
Keine Ölleckage an einer Anschlussstelle festgestellt; der Innendruck blieb stabil bei 200±0,2 bar (Sollwert).
Die Magnetspule funktionierte normal ohne Überhitzung (Oberflächentemperatur: ≤45℃, Standard: ≤60℃).
Der Positionssensor lieferte eine genaue Rückmeldung, wodurch der Pressenstößel eine Positioniergenauigkeit von ±0,05 mm erreichte.
Die Presse nahm die volle Funktionalität wieder auf, wobei die Reaktionszeit des Stößels auf 0,25 s wiederhergestellt wurde (entspricht den Produktionsanforderungen von ≤0,3 s).
Durchführung einer 3-wöchigen Nachverfolgung: Kein Wiederauftreten von Fehlern; die Stanzlinie für Automobilkomponenten behielt eine Ausbeute von 99,8 % bei (gegenüber 0 % während des Stillstands).
Kundenfeedback
Das Werk bestätigte, dass die umfassende Reparatur alle kritischen Probleme behob und die Produktionsausfallzeit auf 48 Stunden minimierte (gegenüber geschätzten 7 Tagen bei Austausch des gesamten Ventils). Die Verwendung von Original-Parker-Komponenten und gezielten Reparaturen reduzierte die Kosten um ca. 8.500 € (gegenüber dem Kauf eines neuen Servoventils für 12.000 €). Das Werk hob auch hervor, dass die strukturelle Integrität der reparierten Gehäuseplatte und die kalibrierten Sensoren die langfristige Betriebszuverlässigkeit gewährleisteten.