Hydraulikzylinder Optimierte Material-Paarungen für Hydraulikzylinder

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Führung und Dichtung an Kolben und Kolbenstange von Hydraulikzylindern entscheiden über Qualität, Präzision und Leistung für unterschiedliche Anwendungsbereiche.

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Bronze-Auftragsschweißen der Hydraulik-Zylinderkolben bei Hänchen (Bild: Hänchen)
Bronze-Auftragsschweißen der Hydraulik-Zylinderkolben bei Hänchen (Bild: Hänchen)

Herbert Hänchen bietet jetzt serienmäßig zusätzliche Material-Paarungen und Dichtungskombinationen an. Dabei stehen insbesondere Führungen und Dichtungen der Kolbenstange und des Kolbens im Fokus. Metallische Führungen am Kolben sind bei Hänchen aus Präzisionsgründen Standard. So werden praktisch alle Kolben metallisch und nicht auf Führungsbändern aus Kunststoff geführt. Dabei kommt meist eine fest aufgeschweißte Schicht aus Bronze zum Einsatz. Diese lässt sich wesentlich genauer ausführen als eine Führung mit Kunststoffbändern, was ein starkes Verkippen des Kolbens vermeidet. Im Betrieb belastet diese Konstruktion die Bauteile deutlich weniger und minimiert damit den Verschleiß der Peripherie.

Zylinderfunktion bedingt Dichtungsmaterial am Kolben

Auch bei den Dichtungseigenschaften spielt das am Kolben eingesetzte Material eine wichtige Rolle. Standard ist bei Geschwindigkeiten von sehr langsam bis 4 m/s ein beidseitig wirkender rechteckiger Dichtungsring aus Polytetrafluorethylen (PTFE), der auch für die meisten Fluid-Medien geeignet ist. Übernimmt ein Zylinder dagegen Last-Haltefunktionen, so bietet sich bei leichteren Aufgaben in einer gering verschmutzten Umgebung ein PTFE-Ring mit integriertem Elastomer an, der die guten Gleiteigenschaften des PTFE mit der Dichtigkeit des Elastomers verbindet. Einsatzbereich dieser seit Jahrzehnten bewährten Lösung sind beispielsweise Gewichtsausgleich-Zylinder. Für besonders anspruchsvolle Umgebungen bietet sich als Alternative eine Dichtungskombination aus zwei Dichtringen an, die sich bei der Verschluss-Qualität Servocop an der Stange ebenfalls seit langem bewährt. Kolben, die mit dieser Dichtungskombination arbeiten, bieten Vorteile wie reduzierte Reibung, minimalen Verschleiß und hohe Dichtigkeit. Zusätzlich sind alle Hänchen-Kolben prinzipiell mit schmutzabweisenden Abstreifelementen bestückt, die eventuellen Schmutz im Fluid-Medium und im System von der Dichtung fern halten.

Serienmäßige Wahlmöglichkeit des Kolbenstangenwerkstoffes

Aber auch das Material der Kolbenstange ist von großer Bedeutung. Neu ist jetzt die serienmäßige Wahlmöglichkeit zwischen gehärtetem Vergütungsstahl und Feinkornstahl. Kolbenstangen des Katalog-Programms, die aus gehärtetem Vergütungsstahl bestehen, sind äußerst widerstandsfähig gegenüber äußeren Belastungen. Dies gilt für mechanische Belastungen durch Schläge und Stöße ebenso wie für das Auftreten von besonders hohen Seitenkräften. Die noch kostengünstigeren Stangen aus Feinkornstahl zeichnen sich hingegen durch ihre hohe Zähigkeit aus und eignen sich auch für Einsatzbereiche mit außerordentlich hoher Dauerbelastung, wo sie vor Ermüdungsschäden schützen. Hinzu kommen Sonderausführungen aus verschiedenen Niro-Stahlqualitäten oder aus Aluminium. Hier lässt sich unter anderem die einzigartig hohe Kraftdichte der Hydraulik weiter optimieren. Diese Material-Kombinationen können zusätzlich dazu dienen, in hochdynamischen Anwendungen die bewegte Masse zu minimieren. So ergeben sich drastische Unterschiede zu elektrischen Linear-Antrieben, die neben einem massereichen Rotor auch noch ein Getriebe bewegen müssen. Hydraulik-Zylinder haben konstruktionsbedingt schon eine deutlich geringere Trägheitsmasse, die mit entsprechenden Materialien bei gleicher Leistung nochmals um ein Drittel reduziert werden kann.

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