Hydraulikzylinder

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). Hydraulikzylinder können einfach- & doppeltwirkend sein.

Synonym(e): hydraulischer Zylinder, Hydraulik Hubzylinder, Linearmotor

Reparatur eines Hydraulikzylinders - Quelle: Welte

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 für Industrie und Eigenbau, Ventil 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

Aufbau eines Hydraulikzylinders

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).
Formen von einfachwirkenden Hydraulikzylindern können sein:

• mit Querbohrung
• ohne Befestigung

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

Arten von Hydraulikzylindern: Doppeltwirkender Teleskopzylinder

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.
Formen von doppeltwirkenden Hydraulikzylinder können sein:

• mit Gabel
• mit Gabel, Laschen und Bolzen
• mit Gelenkauge
• mit Querbohrung
• mit Querbuchsen
• mit verlängerter Kolbenstange
• ohne Befestigung
• mit Sonderhüben

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.

Hydraulikzylinder Reparatur

Nicht immer ist es nötig einen neuen Zylinder zu erwerben. In manchen Fällen lohnt sich auch eine Reparatur bzw. eine Überholung. Allem voran spezielle Zylinder mit unüblichen Abmessungen sowie größere Zylinder lohnen sich häufig reparieren zu lassen. Anbieter Hydraulikzylinder Reparaturen