Hydraulikzylinder

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Hydraulikzylinder

Hydraulikzylinder wandeln hydraulische Energie in mechanische Energie um. Sie erzeugen eine geradlinige Bewegung. Für die vielfältigen Aufgaben der Hydraulik werden unterschiedliche Zylindertypen verwendet:

Hydraulikzylinder - Unterscheidung

Hydraulikzylinder - Unterscheidung

Einfachwirkende Zylinder haben nur einen einzigen Anschluss und werden hydraulisch nur in eine Richtung betätigt.
Der Rücklauf erfolgt den Abfluß des Hydrauliköls in den Vorratsbehälter. Der Kolben zieht sich zurück, entweder durch das Gewicht einer Last oder durch eine zusätzliche mechanische Kraft, z. B. Feder.

Doppeltwirkende Hydraulikzylinder haben zwei Anschlüsse. Diese Zylinder bieten sowohl Vorwärts- als auch Einfahrkraft, eine präzise Kolbensteuerung in beiden Richtungen. Doppelt wirkende Zylinder sind ideal für Arbeiten, welche eine kontrollierte Zugkraft erfordern.

Gleichlaufzylinder d.h. Zylinder mit einer durchgehenden Stange liefern gleiche Geschwindigkeiten und gleiche Kräfte für das Ein- und Ausfahren, da die Wirkflächen auf beiden Seiten identisch sind.

Der Teleskopzylinder kann einfach oder doppelt-wirkend sein. Dieser Zylinder besteht aus einer Reihe von einzelnen Zylindern, die ineinander verschachtelt sind. Dieser Zylindertyp ist im eingefahrenen Zustand relativ klein. Allerdings kann ein relativ großer Hub realisiert werden, wenn alle Einzelzylinder ausgefahren sind.


Kolbendämpfung

Damit der Kolben nicht mit voller Geschwindigkeit gegen die Endlage fährt, ist eine Endlagendämpfung notwendig.

Hydraulikzylinder Kolbendämpfung

Hydraulikzylinder Kolbendämpfung

1 Ein Dämpfungsstück verschließt, kurz vor Erreichen der Endlage, die Abflussöffnung.
2 Das Öl wird gezwungen, seinen Weg über die kleine Bohrung mit einer einstellbaren Drosselschraube zu nehmen. Der Kolben fährt somit gegen ein Flüssigkeitspolster und wird erfährt eine Dämpfung.

Kolbengeschwindigkeit

Der Volumenstrom Q, welcher in den Zylinder strömt, sorgt für eine Bewegung des Kolbens. Die Kolbengeschwindigkeit v, ist abhängig vom Volumenstroms Q und der wirksamen Kolbenfläche A.

V  =  Q             V  Kolbengeschwindigkeit in m/s
         A             A  wirksame Kolbenfläche 
                          Q Volumenstrom in l/min
Hydraulikzylinder - Berechnung

Hydraulikzylinder - Berechnung

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad eines Zylinders wird hauptsächlich durch Reibung bestimmt. Die heutigen Dichtungen haben geringe Leckverluste, sofern sie neuwertig sind. Mit zunehmender Betriebsdauer werden jedoch die Leckverluste zunehmen und damit der Gesamtwirkungsgrad kleiner.

 


Aufgaben zum Kapitel Hydraulikzylinder

Der Druck einer Hydraulikanlage ist durch ein Druckbegrenzungs-ventil auf 100 bar begrenzt. Als Arbeitselement ist ein Zylinder mit d1 = 80 mm und d2 = 35 mm angeschlossen. Die Pumpe liefert einen Volumenstrom Q = 20 l/min. Der Wirkungsgrad des Zylinders beträgt 0,85.

Gesucht: a) Die maximale Druckkraft F1 des ausfahrenden Zylinders b) die maximale Zugkraft F2 des einfahrenden Zylinders  c) die Kolbengeschwindigkeit va beim Ausfahren und d) ve beim Einfahren

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