Hydraulikzylinder - einfachwirkend, doppeltwirkend

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Was ist ein Hydraulikzylinder? Definition:

Hydraulikzylinder zählen zur Antriebstechnik. In hydraulischen Systemen sind sie eines der wichtigsten Elemente, da durch sie Linearbewegungen erzeugt werden. Das geschieht, indem ein Hydraulikzylinder hydraulische Energie in mechanische Energie umwandelt. Das Medium in der Hydraulik sind Flüssigkeiten (z.B. Öl, Wasser).

Auch oft gesucht: hydraulischer Zylinder, Hydraulik Hubzylinder, Linearmotor


Aufbau Hydraulikzylinder

Aufbau Hydraulikzylinder

Hydraulikzylinder führen geradlinige (lineare) Bewegungen aus. Sie werden daher oft auch als Linearmotor bezeichnet. Als Medium wird dabei eine Hydraulikflüssigkeit (z.B. Öl oder Wasser) verwendet. Bei Pneumatikzylindern wird dagegen Druckluft eingesetzt. Die Hauptbestandteile eines hydraulischen Zylinders sind der Zylinderkopf, das Zylinderrohr und die Kolbenstange sowie verschiedene Dichtungen, Ventile und Vorrichtungen zur Dämpfung. Einen detaillierten Aufbau eines Hydraulikzylinders zeigt das Video von Storz Hydrauliksysteme.

Neben den Zylindern mit Kolbenstange gibt es auch in der Hydraulik kolbenstangenlose Zylinder. Kolbenstangelose Hydraulikzylinder haben den Vorteil, dass sie sehr platzsparend sind und trotz ihrer geringen Größe eine verhältnismäßig große Hublänge haben.

Der Aufbau einer gesamten Hydraulikanlage bedarf weiterer besonderer Elemente.

Arten Hyrdaulikzylinder

Arten von Hydraulikzylindern: Doppeltwirkender Teleskopzylinder

Die Unterscheidung von hydraulischen Zylindern erfolgt anhand der Konstruktionsart. Es gibt einfachwirkende Zylinder und doppeltwirkende Zylinder. Einfachwirkende Hydraulikzylinder sind der Teleskopzylinder und der Tauchkolbenzylinder. Zu den doppeltwirkenden Zylindern zählen Differentialzylinder, Gleichlaufzylinder, Tandemzylinder und Iso-Normzylinder.

einfachwirkender Hydraulikzylinder

Ein einfachwirkender Hydraulikzylinder kann sich aktiv nur in eine Richtung bewegen, da er nur an einer Seite einen Anschluss für die Hydraulikflüssigkeit besitzt. Wie sich der einfachwirkende Zylinder wieder zurück bewegt (passive Bewegung), ist auf unterschiedliche Weise möglich: Entweder durch das Eigengewicht, eine Fremdkraft (z.B. Federrückzug) oder andere äußere Einwirkungen (z.B. Gewicht des Autos lässt Hebebühne wieder herunterfahren).

Teleskopzylinder

Wie der Name verrät, sind Teleskopzylinder - ähnlich wie bei einem richtigen Teleskop - ineinander verschachtelte Zylinder. Durch das Auseinanderbewegen der einzelnen Zylinder wird der zunächst kleine Teleskopzylinder immer länger. Diese Hydraulikzylinder haben also eine sehr lange Hublänge verglichen mit ihrer eigentlichen Baugröße. Teleskopzylinder gibt es auch doppeltwirkend (siehe Video).

Tauchkolbenzylinder

Der Tauchkolbenzylinder wird auch Plungerzylinder genannt. Kolben und Kolbenstange sind hier vereint, ein zu weites Ausfahren aus dem Zylinder wird durch einen inneren Anschlag verhindert. Da der Plungerzylinder sehr einfach aufgebaut ist, universell einsetzbar und zusätzlich sehr kostengünstig, findet der Plungerzylinder häufig Anwendung.

doppeltwirkender Hydraulikzylinder

Doppeltwirkende Hydraulikzylinder besitzen zwei Flüssigkeitsanschlüsse. Sie können sich daher aktiv in zwei Richtungen bewegen (= Vorschubbewegung und Rückschubbewegung). Kolben und Kolbenstange sind beim doppeltwirkenden Hydraulikzylinder ein Bauteil. Die Fläche auf der Seite des Kolbens ist jedoch größer als die Ringfläche am Ende der Kolbenstange. Das bedeutet, dass sich der Zylinder langsamer aus- als einfährt. Trotzdem kann der Zylinder kontrolliert in zwei Richtungen verschoben werden, weshalb er häufig Anwendung findet, bspw. bei Baumaschinen oder in der Fördertechnik.

Differentialzylinder

Der Differentialzylinder ist die gebräuchlichste Bauweise eines doppeltwirkenden Hydraulikzylinders. Er entspricht der oben beschriebenen Bauform. Die Begriffe doppeltwirkender Hydraulikzylinder und Differentialzylinder werden daher meist synonym verwendet.

Gleichlaufzylinder

Zuvor wurde angesprochen, dass doppeltwirkende Hydraulikzylinder unterschiedlich schnell ein- und ausfahren. Beim Gleichlaufzylinder (Gleichganzylinder) ist dies nicht der Fall. Das funktioniert, weil am Kolben auf beiden Seiten eine Kolbenstange angebracht ist, deren Ringflächen übereinstimmen. Es wird also der gleiche Volumenstrom an Flüssigkeit freigesetzt und somit haben Vor- und Rückschub die selbe Geschwindigkeit.

Tandemzylinder

Mithilfe von Tandemzylindern können auf relativ kleiner Fläche (geringer Hublauf) große Kräfte aufgebracht werden. Dies liegt am besonderen Aufbau des Tandemzylinders: Mehrere Kolben werden separat hintereinander in einem Zylinder angeordnet. Gemeinsam wirken die Kolben auf nur eine Kolbenstange ein. Die einzelnen Kraftaufwendungen der Kolben addieren sich, sodass auf die Kolbenstange eine große Gesamtkraft ausgeübt wird.

Iso-Normzylinder

Iso-Normzylinder müssen bestimmten Anforderungen (Form, Druck, Länge) gerecht werden. Da diese Hydraulikzylinder gewissen Normen entsprechen, sind sie leicht austauschbar, wenn sie nicht mehr wie gewünscht arbeiten. In der Industrie sind Normzylinder nach Iso daher sehr verbreitet. Sie können leicht nachbestellt und ausgetauscht werden und auch Einzelteile sind immer in der passenden Anfertigung verfügbar. Denn auch verschiedene Hersteller halten sich an dieselbe Iso-Norm. So ist eine einheitliche Zylinderbauweise gewährleistet.

Einsatz/Anwendungsgebiete Hydraulikzylinder

Allgemein werden Hydraulikzylinder eingesetzt für das kontinuierliche

  • Heben
  • Senken
  • Verschieben oder
  • Verriegeln

von Lasten. Konkrete Anwendungssituationen sind:

  • Stanzen
  • mobile Anwendungen
  • explosionsgefährdete Bereiche
  • ...uvm

Alternativen Hydraulikzylinder

Alternativen zum Einsatz von Hydraulikzylindern stellen Elektrozylinder oder Pneumatikzylinder dar.

Vorteile Hydraulikzylinder

In der Praxis werden pneumatische Zylinder (Pneumatik) oder hydraulische Zylinder (Hydraulik) eingesetzt. Der Vorteil an Hydraulikzylindern ist:

  • Hydraulikzylinder können besser genaue und gleichmäßige Bewegungen ausführen als pneumatische Zylinder
  • Ein hydraulischer Antrieb ist stufenlos einstellbar (z.B. Geschwindigkeit oder Kraftanwendung)
  • Hydraulikzylinder brauchen keine 'Vorlaufzeit' sondern können von Beginn an volle Leistung erbringen
  • Auch bei kleinem Volumen können hohe Kräfte erzeugt werden

Berechnung Hydraulikzylinder

Hydraulikzylinder lassen sich mittels einer Formel für Kräfte berechnen. Dies kann entweder von Hand, in Excel oder auch online oder mittels Tools geschehen. Dabei wird unterschieden zwischen einseitig und doppelseitig wirkenden Hydraulikzylindern.

  1. Die Formel für die Kräfteberechnung findet sich hier.
  2. Die Online-Berechnung von Hydraulikzylinder findet sich hier.

Hersteller & Dienstleister Hydraulikzylinder

Die Hersteller und Dienstleister besitzen verschiedene Baureihen. Manche Baureihen sind genormt nach ISO oder DIN. Ein Überblick über die Hersteller von Hydraulikzylindern und deren Baureihen:

AGIROSSI

Bei AGIROSSI werden unterschiedliche Hydraulik.Komponenten hergestellt: z.B. Hydraulikaggregate oder Hydraulikzylinder. Letztere gibt es bspw. in Form eines doppeltwirkenden oder einfachwirkenden Zylinders, als Normzylinder, Gleichgangzylinder oder Blockzylinder. Außerdem stellt AGIROSSI Ventile und Wegmessysteme her. Das Unternehmen hat Online einen Shop, bei dem sämtliche Komponenten der Hydraulik erworben werden können.

Hänchen

Hänchen ist ein bekannter Hersteller für hydraulische Antriebslösungen. Hänchen führt verschiedene Varianten an Hydraulikzylindern bspw. Differential-Zylinder und Gleichlauf-Zylinder oder Normzylinder und Standardzylinder. Bei Hänchen gibt es aber auch passende Komponenten und Zubehör für Zylinder der Hydraulik.

Heiss GmbH

Die Firma Heiss ist im Bereich Hydraulik und Pneumatik tätig und fertigt hierfür verschiedenste Komponenten - besonders Zylinder. Darunter fallen Standardzylinder, Blockzylinder, Würfelzylinder, Schwenkspanner oder Kompaktzylinder.

Staudt-Hydraulik

Staudt-Hydraulik ist ein Familienunternehmen, welches sich auf die Fertigung von Hydraulikzylindern spezialisiert hat. Staudt produziert sowohl Norm- und Standardzylinder als auch Sonderzylinder sowie Zylinder in einfachwirkender und doppeltwirkender Ausführung. Weitere Produkte sind Gleichganzylinder, Großzylinder und Hohlkolbenzylinder.

Storz Hydrauliksysteme

Storz hat sich speziell auf die Entwicklung und Herstellung von Hydraulikzylindern für die Industrie spezialisiert. Storz Hydrauliksysteme bietet im Bereich sowohl Zylinder im Standardformat als auch Sonderanfertigungen. Von Teleskopzylinder über Gleichganzylinder bis hin zur Ventilen und Befestigungsteilen hat Storz ein breites Produktportfolio.

Watz Hydraulik

Watz ist Hersteller für hydraulische Komponenten im Bereich Antriebs- und Steuerungstechnik. Watz stellt bspw. hydraulische Standardzylinder mit einem Nenndruck von 160 bar bis 700 bar her. Außerdem produziert das Unternehmen Watz auch Sonderanfertigungen (von Hydraulikzylindern).

weitere Hersteller

Es gibt neben den klassischen Herstellern auch Online-Verkaufsportale und Dienstleister von einfachwirkenden oder doppeltwirkenden Hydraulikzylindern, Tauchkolbenzylindern oder Hubzylindern. Dazu gehören bspw.:

  • Hydrobar (Hydrobar bietet verschiedene Hydraulikzylinder an, bspw. mit oder ohne Befestigung - dazu kommen von Hydrobar auch Unterarten wie Teleskopzylinder)
  • Fliegl AGRO-Center (Anbieter von Montagematerial, Axialkolben, Hähnen, Filter, Kupplungen oder Magnetspulen)

Reparatur Hydraulikzylinder

Hydraulikzylinder/hydraulische Zylinder sind meist hohen Belastungen und Verschleiß durch ihren Einsatz in Linearbewegungen (bspw. Stanzen oder Setzen) ausgesetzt. Eine Reparatur kommt deshalb oft in Frage, da die Neuanschaffung von Hydraulikzylinder oft teuer werden kann. Gleichermaßen können Reparaturen die Qualität des Hydraulikzylinders wieder erheblich steigern und einen sicheren Einsatz garantieren. Daher werden Reparaturen von Hydraulikzylindern auch als eine kostengünstige Alternative gesehen. Anbieter solcher Reparaturen sind:

  • Hansa-Flex
  • Kolb Hydraulik
  • ASSFALG Qualitätshydraulik
  • Industrie-Hydraulik Vogel & Partner


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