Ein Hydrozylinder bringt die Kraft auf den Punkt
Der Hydrozylinder ist einer der wichtigsten und am häufigsten verwendeten Aktoren in hydraulischen Schaltungen. Dieses Bauteil wandelt den Innendruck einer Hydraulikleitung in Bewegung um. Diese ist zwar im Vergleich zu pneumatischen oder elektrischen Alternativen langsam, dafür kann ein Hydrozylinder sehr hohe Kräfte weiterleiten.Gibt es einen Unterschied zwischen einem Hydrozylinder und einem Hydraulikzylinder?
Hydrozylinder werden auch als "hydraulische Linearmotoren" oder "Hydraulikzylinder" bezeichnet und bestehen aus folgenden Bauteilen:
- Hülse bzw. Außenrohr
- Bohrungen für den Zu- und Ablauf des Hydrauliköls
- Innenliegender Kolben
- Dichtungen
- mechanische Anschlüsse für Kolben und Hülse
Funktionsweise von Hydrozylindern
Ein Hydrozylinder nimmt den Innendruck einer hydraulischen Leitung in Form von unter Druck stehendem hydraulischen Medium auf und wandelt ihn in Bewegung um. Umgangssprachlich sagt man, der Zylinder "fährt aus", auch wenn damit der Kolben gemeint ist. Durch das Öffnen des Zulaufventils strömt Hydraulikflüssigkeit in den Innenraum und presst den Kolben heraus. Die Rückstellung kann von außen oder von innen umgesetzt werden. Hebende Hydraulikzylinder wie zum Beispiel hydraulische Wagenheber, nutzen die von außen aufgebrachte Gewichtskraft, um wieder in die Ausgangslage zurückzukehren. Bei liegend montierten Zylindern ist das nicht möglich. In diesem Fall verwendet man doppelwirkende Hydraulikzylinder. Diese haben an der Austrittseite des Kolbens einen weiteren Anschluss, durch welchen das Hydrauliköl einströmen kann. Dieses drückt den Kolben mithilfe einer zweiten Angriffsfläche in die Ausgangslage zurück.
Das Wunder der Kraftvermehrung
Hydraulikzylinder dienen nicht nur dazu, eine aufgebrachte Kraft weiterzuleiten. Sie können den Druck des einströmenden Hydrauliköls auch verstärken. Dies wird durch die Querschnittsfläche des Kolbens erreicht. Je größer diese ist, desto stärker wird die Kraft, mit welcher der Kolben aus der Hülse gedrückt wird. Es sinkt zwar im gleichen Maße die Ausfahrgeschwindigkeit. Diese ist bei hydraulischen Schaltungen aber von nachgeordneter Bedeutung. Der Hydraulikzylinder macht sich dazu die physikalische Eigenschaft der Inkompressibilität von Flüssigkeiten zunutze. Anders als Gase lassen sich Flüssigkeiten zu einem vernachlässigbar geringen Prozentsatz zusammen pressen. Das hat zur Folge, dass einmal aufgebrachter Druck stets auf dem Weg des geringsten Widerstands weitergegeben wird. Der einseitig ausfahrbare Kolben nimmt deshalb den Druck auf und setzt ihn in Bewegung um.
Typische Anwendungsgebiet von Hydrozylindern
Hydraulikzylinder bieten viele Vorteile. Dazu gehören u.a. die zuverlässige Umsetzung der gewünschten Bewegung, eine Bewegung mit hoher Kraft und gute Notfalleigenschaften.
Die Zuverlässigkeit von Hydraulikzylindern macht sie beispielsweise in der Luftfahrt sehr beliebt. Hier könnte aufgrund der Druckunterschiede eine pneumatische Lösung nicht funktionieren. Die Hydraulik ist bei hoch fliegenden Maschinen deshalb die standardmäßige Anwendung. Der wesentliche Vorteil von Hydraulikzylindern ist ihre große Kraft. Sie können damit schwere Bauteile bewegen oder einen großen Druck auf Materialien in Form von Pressen ausüben. Schließlich lässt sich ein Hydraulikzylinder durch Öffnen von Ventilen oder Leitungen einfach entlasten und so bei Fehlfunktionen manuell wieder zurückstellen.