Was sind einfachwirkende Hydraulikzylinder?
Bei einfachwirkenden Hydraulikzylindern wird nur eine Kolbenseite mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Aus diesem Grund wird die Kraft und die Bewegung hydraulisch nur in eine Richtung erzeugt.
Die Rückstellung des Kolbens in die Ausgangslage erfolgt entweder durch das Eigengewicht, eine äußere Last (Fremdlast) oder durch eingebaute Federn. Diese Art von Zylindern ist meistens als Plunger- oder Tauchkolbenzylinder ausgeführt. Bei ihnen wird die wirksame Kolbenfläche durch den Querschnitt der Kolbenstange gebildet, die in der Stangenführung abgedichet ist.
Damit entfällt die Abdichtung gegen das Zylinderrohr. An dessen Oberflächen– und Durchmessergenauigkeit werden somit keine Anforderungen gestellt. Einfachwirkende Zylinder haben somit einen hohen Wirkungsgrad, da nur eine Dichtstelle vorhanden ist. Außerdem hat er wenig Verschleißteile und ist preisgünstig.
Einfachwirkende Hydraulikzylinder – Bauformen
Tauchkolben- oder Plungerzylinder
Dieser Typ von Zylindern überträgt nur Druckkräfte, wie bereits oben erwähnt. Plungerzylinder können je nach Anwendung mit oder ohne innere Anschläge und Führungskolben gestaltet werden. Die Größe der Druckkraft wird bei allen Ausführungen durch die Multiplikation der Kolbenstangenfläche mit dem Betriebsdruck berechnet.
Plungerzylinder werden überall dort eingesetzt, wo eine eindeutige Kraftrichtung die sichere Rückführung in die Ausgangslage ermöglicht. Anwendungsbeispiele sind hier Unterkolbenpressen, Scherenhubtische, Hebevorrichtungen usw.
Der Kolben fährt aus, wenn über den Anschluss “A” die wirksame Kolbenfläche mit dem Betriebsdruck beaufschlagt wird. Das Einfahren des Zylinders erfolgt durch das Eigengewicht des Kolbens oder durch eine äußere Kraft.
Hydraulikzylinder einfachwirkend mit Federrückstellung
Zylinder mit Rückstellfedern werden verwendet, wenn keine externe Kraft vorhanden ist, um die Kolbenstange zurückzustellen. Diese Federn können entweder innerhalb des Zylinders oder als separate Komponenten am Zylinder angebracht sein.
Da sie begrenzte Hubwege und Kräfte aufbringen können, werden sie hauptsächlich in kleineren Zylindern verwendet. Sie kommen häufig in der Vorrichtungstechnik als Spannzylinder oder als Montagewerkzeug bei Reparaturen zum Einsatz.
Um die Kolbenstange auszufahren, wird Druck über den Anschluss „A“ auf die wirksame Kolbenfläche aufgebracht. Die Rückstellfeder sorgt für die Rückfahrbewegung der Kolbenstange. Um die Kolbenstange einzufahren, wird Druck über den Anschluss „B“ auf die wirksame Ringfläche aufgebracht. Die Rückstellfeder sorgt für die Ausfahrbewegung.
Einfachwirkende Hydraulikzylinder mit Eilgang
Eilgangzylinder sind vor allem im Pressenbau weit verbreitet. Sie arbeiten anders als herkömmliche Zylinder. Wenn nicht die volle Kraft benötigt wird, wird nur ein Teil der wirksamen Kolbenfläche, genannt Eilgangkolben, mit Druck beaufschlagt. Erst später, über Druckventile oder Endschalter, wird die gesamte wirksame Kolbenfläche durch die Steuerung mittels Hydraulikpumpe eingeschaltet.
Dieser Zylindertyp hat folgende Vorteile:
- Hohe Eilganggeschwindigkeit durch geringes Volumen
- Hohe Presskraft durch große wirksame Kolbenfläche
Eilgang fahren = Anschluss A1
Volle Presskraft = Anschluss A2
Einfachwirkende Teleskopzylinder
Wenn die Kolben über den Anschluss „A“ mit Druck beaufschlagt werden, fahren sie nacheinander heraus. Der Druck hängt von der Belastung und der wirksamen Fläche ab. Folglich fährt zuerst der Kolben mit der größten wirksamen Fläche heraus.
Bei gleichbleibendem Druck und gleichbleibendem Volumenstrom beginnt die Ausfahrbewegung mit der größten Kraft und niedriger Geschwindigkeit und endet mit der geringsten Kraft und höherer Geschwindigkeit.
Die erforderliche Hebeleistung muss für die kleinste wirksame Kolbenfläche ausgelegt sein. Bei einfach wirkenden Teleskopzylindern ist die Reihenfolge der Einfahrbewegung durch äußere Last umgekehrt. Das bedeutet, dass der Kolben mit der kleinsten Fläche zuerst in die Endposition fährt.
