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Grundprinzip der doppelwirkenden Hydraulikzylinder

Ein Hydraulikzylinder ist aus Sichtweise der mechanischen Studie ein Linearmotor, der mit Hydraulikdruck betrieben wird, und so einen Druck in eine Bewegung umwandelt. Der am besten ersichtliche Einsatz ist bei Baumaschinen wie Bulldozer und Bagger.

Grundprinzip der doppelwirkenden Hydraulikzylinder:

Ein Hydraulikzylinder ist vom Prinzip her ein zylindrisches Rohr, in dem ein mobiles Bauteil (der Kolben) den Innenraum in zwei von einander getrennte Kammern aufteilt. Ein (oder im Falle der doppelwirkenden Hydraulikzylinder mehrere) Öffnungen ermöglichen es, die Hydraulische Flüssigkeit in den doppelwirkenden Hydraulikzylinder hinein zu pressen, und auch wieder zu evakuieren. In dem in eine der Kammer die Flüssigkeit gepresst wird, bewegt sich der Kolben, da in einer Kammer nun ein höherer Druck als in der Anderen herrscht.

Da konstruktionsbedingt (Verwendung von Schläuchen, die nur Überdruck, und keinen Unterdruck übertragen können, da sie sich flach zusammen saugen würden) werden bei einem doppelwirkenden Hydraulikzylinder beide Kammern mit Hydraulikfluid gefüllt. Jeweils eine Kammer ist für eine Bewegungsrichtung des Kolbens zuständig.
 

Der Kolben der doppelwirkenden Hydraulikzylinder:

Am Kolben ist eine steife Stange angebracht, die die lineare Bewegung des Kolbens nach außen überträgt. Eine extrem wichtige Rolle spielt hier aus naheliegendem Grund die Abdichtung des Schaftes und des Kolbens. Daher ist der Schaft auch, um Beschädigungen in seiner glatten Oberfläche, die die Funktion des Zylinders beeinträchtigen würden, da ein austreten von Hydraulikfluid einen Druck- und so einen Energie Verlust bedeuten, meist gegen Beschädigungen extra geschützt. Dies erfolgt meist durch einen verformbaren Balg, der vor allem durch hermetisches Abdichten des Schafts ein Ansetzen von abrasivem Staub verhindert. Des Weiteren ist die Oberfläche des Schaftmaterials extra gehärtet. Je nach Einsatzgebiet (Seewasser oder Trockenes, salzfreies Klima, …) kommen beim doppelwirkenden Hydraulikzylinder entsprechend geeignete Oberflächenbeschichtungen auf Chrom, Nickel-Chrom, oder Keramiken zum Einsatz.

Die Abdichtung des Kolbens (also zwischen der inneren Wandung und dem Kolben der doppelwirkenden Hydraulikzylinder) wird mit Kolbendichtringen erreicht, wie sie in jeder Kolbenmaschine zum Einsatz kommen. Diese Abdichtung ist, wie oben erwähnt, von höchster Bedeutung für den Wirkungsgrad, aber auch für die Standfestigkeit und Haltbarkeit der doppelwirkenden Hydraulikzylinder. Der Schaft ist vor Allem durch ein Dreckabstreifring geschützt.

Die Führung der beweglichen Teile in einem doppelwirkenden Hydraulikzylinder erfolgt durch spezielle Bauteile, die zwar keiner besonderen mechanischen Kraftübertragung ausgesetzt sind, aber besonders reibungsarm sein sollen. Es kommen hier generell Materialien wie Bronze und spezielle Kunststoffe zum Einsatz. Welches Material verwendet wird, hängt von der Größe und linearen Geschwindigkeit der doppelwirkenden Hydraulikzylinder, sowie vom verwendeten Fluid ab ab.