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Hydraulikzylinder einfachwirkend

Sie eignen sich zum Drücken, Heben, Schieben, Halten, Biegen oder Pressen von Lasten, Bauteilen oder Maschinen. Ein Hydraulikzylinder einfachwirkend kann punktiert einen großen Druck aufbauen, obwohl er verhältnismäßig klein und kompakt ist. Mit Verteilern lassen sich auch mehrere einfachwirkende Hydraulikzylinder koppeln, um so ganze Brücken oder Maschinen anzuheben.

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Wie funktioniert der Hydraulikzylinder einfachwirkend ?

Der Hydraulikzylinder einfachwirkend entfaltet seine Kraft nur beim Ausfahren. Das Einfahren erfolgt über das Belasten des Kolbens oder mit Hilfe einer Feder.

Funktion einfachwirkender Hydraulikzylinder

Zur Inbetriebnahme muss eine Hydraulikpumpe angeschlossen werden. Bei kleinen Zylindern und seltener Nutzung reicht eine Handpumpe, bei großvolumigen Zylindern oder häufiger Nutzung empfiehlt sich ein Hydraulikaggregat.

Wodurch fährt der Kolben aus ?

Strömt das Öl (blau) ein, verdrängt es den Kolben (rot) und drückt die Kolbenstange aus dem Hyraulikzylinder. Solange sich der Kolben im freien Hub befindet und nicht mit der Last in Berührung tritt, reicht ein geringer Druck aus. Zum Drücken der Last bedarf es entsprechend mehr Druck. Je größer die Last desto mehr Druck muss von der Pumpe erbracht werden. Bei erreichen des maximalen Betriebsdrucks 700 bar regelt die Pumpe ab und ein weiteres Drücken oder Heben ist nicht mehr möglich. Auch bei Erreichen der Endlage muss der Pumpbetrieb eingestellt werden.

Wie funktioniert das Einfahren ?

Das Einfahren des Kolbens wird mit dem Öffnen des Ablassventils eingeleitet. Einige einfachwirkende Zylinder werden mit Federkraft zurückgezogen, andere unter Belastung. Kommt der Kolben gegen den entweichenden Öldruck an, senkt er sich von allein. Druch Drücken auf die Kolbenstange lässt sich der Vorgang beschleunigen. Die Geschwindigkeit des Zurückziehens hängt von der Länge des Schlauches und anderen Verengungen in der Leitung ab.

Der Aufbau eines einfachwirkenden Hydraulikzylinders

Aufbau einfachwirkender Hydraulikzylinder mit Federrückzug

Der Aufbau eines einfachwirkenden Hydraulikzylinders ist einfach und funktional. Als Grundkörper dient ein zylindrischer Metallmantel der innen glatt, am Boden geschlossen und im oberen Bereich mit einem Innengewinde versehen ist. Knapp über dem Boden dient eine Gewindebohrung zum Einschrauben einer Schlauchkupplung.

Der Kolben wird von oben in das Gehäuse eingeführt. Er liegt mit seinem unteren Führungsstück eng am Schaft an. Bonzeführungen sorgen für eine gute Gleiteigenschaft und Dichtungen für einen Öl undurchlässigen Abschluss an der Wandung. Am oberen Austritt wird die Kolbenstange durch einen in den Mantel eingeschraubten Gewindering seitlich gestützt.

Die Hubbegrenzung

Der Kolben ist linear im Gehäuseschaft beweglich und nur durch den Zylinderboden und den Gewindering in seiner Bewegung eingeschränkt. Häufig fungiert der Stoppringring als voll belastbarer Endanschlag. Um die Abnutzung gering zu halten, sollte der Zylinder dennoch nicht vollkommen ausgefahren werden.

Konstruktionsbedingt kann ein Sperring bei einigen wenigen Zylindertypen nicht verbaut werden. Diese Zylindertypen haben keinen mechanischen Endanschlag. Bei Ihnen signalisiert eine Markierung an der Kolbenstange die Hubbegrenzung. Fährt der Kolben weiter aus, spritzt das Öl über eine Bohrung ab.

Die Seitenlastverträglichkeit

Schemaskizze Warnhinweis Seitenlast

Die Ausarbeitung der Kolbenführung ist ausschlaggebend für die Seitenlastverträglichkeit des Hydraulikzylinders. Die Größe der Lager und die Qualität der Führungsbänder verlängert die Lebensdauer des Zylinders. Sie absorbieren exzentrische Belastungen und schützen vor Abnutzung und Verschleiß. Hochwertige Lager verhindern ein Überstrecken oder beugen einem Ausfall des Kolbens vor. Ihre stützende Eingenschaft wirkt einem Verkanten entgegen und bewahrt den Kolbenschaft vor Riefen und Macken.

Seitenlasten stellen ein echtes Problem dar, sind aber bei schwerlasthubanwendungen unvermeidlich. Selbst wenn der Zylinder rechtwinklig an der Last anliegt können beispielsweise lockere Böden zu einer Schrägstellung führen und damit Seitenlasten einleiten. Qualitativ hochwertige Hydraulikzylinder verzeihen Seitenlasten von bis zu 10° Neigung.

Ein bewegliches Druckstück dient ebenfalls dazu Seitenlasten zuvermeiden. Die Gefährdung durch eine Seitenlast nimmt zu, je weiter der Zylinder ausfährt.

Wodurch entsteht die Druckkraft ?

Schemaskizze zum Pascalschen Gesetz

Die Schubkraft eines Kolbens wird über den Öldruck erzeugt. Hydrauliköl wird über den Förderstrom von der Pumpe in den Zylinder gedrückt. Gemäß dem pascalschen Gesetz breitet sich der Druck nach allen Seiten gleichmäßig aus. Die Kraft errechnet sich aus dem hydraulischen Druck multipliziert mit der "wirksamen Kolbenfläche". Je größer die Fläche, desto mehr Druck wirkt auf den Kolben. Folglich steht damit die Kolbenfläche in direkter Relation zur Zylinderkapazität. Demnach lässt sich anhand des Zylinder-Außendurchmessers die Druckkraft abschätzen.

Hydraulikzylinder einfachwirkend mit oder ohne Federrückstellung ?

Einfachwirkende Hydraulikzylinder werden mit und ohne Federrückzug angeboten. Bei Hydraulikzylindern mit Federrückstellung fährt der Kolben bei Druckabfall wieder von alleine ein. Leistungsstarke Rückzugfedern sind vorgespannt und sorgen für ein schnelles Einfahren des Kolbens. Indem sie die Einfahrgeschwindigkeit erhöhen, steigern sie die Leistung des Zylinders und ermöglichen höhere Taktzahlen.

Hingegen lassen sich einfachwirkende Hydraulikzylinder ohne Rückhohlfeder nur unter Last wieder einfahren. Meist reicht ein leichter Druck auf den Kolben. Bei lädierten Führungsflächen, langen Hydraulikschläuchen oder extrem großen Zylindern ist zum Einfahren des Kolbens unter Umständen ein erheblicher Kraftaufwand aufzubringen. Beim Wiedereinfahren muss das Öl aus dem System zurück in den Tank gedrängt werden. Der Kolben kämpft gegen die Viskosität des Öls an, dass durch die engen Öffnungen der Ventile und Schläuche strömt. Das Einfahr-System eines Hydraulikzylinders ohne Rückzugfeder nennt man auch Lastrückzug.

Die Auswahl eines einfachwirkenden Hydraulikzylinders

Bei der Auswahl ist zu beachten, dass die angegebenen Werte der Hersteller für Lasten und Hubhöhen maximale Sicherheitswerte sind. Die Hydraulikausrüstung sollte nur mit 80% dieser Werte belastet werden.

Bei Kauf eines Hydraulikzylinders einfachwirkend sind Merkmale wie die Druckkraft, der Hub und die Bauhöhe ausschlaggebend.

  • Die Zylinderkapazität bzw. die Kraft mit der der Zylinder heben oder drücken kann gilt als primäres Entscheidungskriterium.
  • Der Hub bestimmt über die Strecke, über die ein Teil gehoben werden kann. Mit ihm geht die Bauhöhe einher.
  • Ob der Zylinder unter das Werkstück passt, gibt die Bauhöhe im eingefahrenen Zustand an. Ist der Zylinder kleiner als gewollt lässt er sich beim Aufbau unterfüttern. Ist er hingegen zu groß, kann er nicht eingesetzt werden.

Aluminiumzylinder im Vergleich zu Stahl-Hydraulikzylindern

Neben Stahlzylindern werden auch Hydraulikzylinder aus leichtem Aluminium angeboten. Durch die hochfeste Aluminiumlegierung sind Leichtmetallzylinder äußerst korrosionsbeständig bis hin zu seewetterfest. Sie sind erheblich leichter und dadurch einfacher zu transportieren und zu positionieren. Der Gewichtsvorteil schrumpft aber mit zunehmender Zylindergröße. Da das Aluminium weicher ist als Stahl, sind bei höheren Druckkräften dickere Wandungen erforderlich, wodurch der Gewichtsvorteil mit zunehmender Druckkraft schwindet.

Stahlzylindern haben hingegen den Vorteil, dass sie günstiger und robuster sind. Zudem haben Aluminiumzylinder gegenüber Stahlzylindern eine niedrigere Zeitfestigkeit. Aluminiumzylinder sollten deshalb nicht in Langzeitanwendungen, wie der Fertigung eingesetzt werden. Beispielsweise ist die Nutzung der Aluminiumzylinder von Enerpac auf 5000 Zyklen bei empfohlenem Druck begrenzt.

Der Leichtbau macht das Alugehäuse empfindlicher gegen Beschädigungen von Außen. Aus diesem Grund wird ihre Bodenplatte häufig aus Stahl gefertigt. Die Platte ist nicht entfernbar und kann auch nicht für andere Zwecke missbraucht werden. Etwaige Befestigungslöcher in diesen Aluminiumzylindern dienen zur Befestigung der Stahlgrundplatte und nicht zum Befestigen ihrgendwelcher Geräte an den Zylindern.

Entlüften einfachwirkender Hydraulikzylinder

Bei Neukauf oder nach einer Reparatur sind Hydraulikzylinder meist nicht mit Öl befüllt. In diesem Zustand sollten sie nicht in Betrieb genommen werden. Luft im System zerstört Dichtungen, erzeugt Riefen auf den Innenflächen des Zylindermantels und führt im schlimmsten Fall zum Platzen der Zylinderkörper. Zum Entlüften kuppelt man Schlauch und Pumpe an und kontrolliert die Verbindungen auf Dichtheit. Da die entweichende Luft leichter als das Öl ist, wird sie nach oben ausströmen wollen. Ihr einziger Ausweg aus dem System bleibt der Pumpentank. Zum vollständigen entlüften, platziert man die Pumpe oberhalb des Zylinders und dreht den Zylinder auf den Kopf, damit der Ölanschluss oben sitzt. Nun wird der Zylinder unter leichtem Druck ausgefahren. Bei Erreichen des Anschlags kehrt man die Hubrichtung um und wiederholt den Vorgang bis der Stick-Slip-Effekt am Zylinder aufhört und man sich sicher ist, das die Luft entweicht, ist.
Der Hersteller Yale liefert seine Hydraulikgeräte komplett einsatzbereit und entlüftet aus.





Hydraulikzylinder der Werkstatthydraulik

Schemaskizze Warnhinweis Ueberdruck

In der Werkstatthydraulik ist ein maximaler Betriebsdruck von 700 bar üblich. Ein wenig exponiert nutzen einige Hersteller einen Betriebsdruck von 500 oder 800 bar. Diese verwenden individuelle Kupplungssysteme, die mit den hier aufgeführten Systemen nicht oder nur bedingt kompatibel sind.

Alle Komponenten eines Hydrauliksystems sollten sicherheitshalber der gleichen Druckklasse entsprechen. Sowohl Hydraulikpumpe, Kupplungen, Schlauch, eventuelle Verteiler als auch der Zylinder müssen dem maximalen Druck der Pumpe standhalten können. Teile für niedrigere Betriebsdrücke können platzen oder zu Schaden kommen und Personen bzw. Güter gefährden.

Wir bei Tomanro können nur davon abraten Komponenten mit unterschiedlichen Betriebsdrücken ungekenntzeichnet nebeneinander aufzubewahren. Häufig wird in Magazinen die 700 bar Pumpe neben den 500 bar Zylindern gelagert. Häufig sind die Typenschilder zerkratzt und unkenntlich, sodass ein eindeutiges und schnelles Ablesen der Drücke nicht möglich ist. Bei Entnahme kann es so zu falschen Zusammenstellungen kommen, ohne dass sich der Bediener darüber im Klaren ist.

Um Verwechslungen vorzubeugen, werden bei Tomanro aus diesem Grund nur Hydraulikartikel mit einem Betriebsdruck von max. 700 bar angeboten und verkauft.

Bei TOMANRO Hydraulikzylinder einfachwirkend bestellen

Bei TOMANRO können Sie online bequem und einfach einen Hydraulikzylinder einfachwirkend bestellen. Sie müssen sich nicht vorher im Shop registrieren. Klicken Sie einfach den Hydraulikzylinder Ihrer Wahl in den Warenkorb und folgen dem Weg. Auf Wunsch können Sie auch die Hydraulikeinheit anfragen. TOMANRO unterbreitet Ihnen gerne für alle gewünschten Komponenten ein Angebot.



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