Hohlkolbenzylinder

Die Besonderheit an Hohlkolbenzylindern ist, dass sie nicht über einen massiven Kolben verfügen, sondern dass sie von Innen durchgehend zylindrisch hohl sind. Ihre Konstruktion ist wesentlich komplizierter als bei herkömmlichen Hydraulikzylindern. Auch sind sie aus mehr Einzelteilen zusammengesetzt. Ihre Montage und Reparatur ist aufwändiger und die Summe an verbauten Dichtungen und Führungsbändern um ein Vielfaches höher.

Mit Hohlkolbenzylindern sind Aufgaben realisierbar, die mit den üblichen Hydraulikzylindern mit massivem Kolben nicht umzusetzen wären. Mit Hohlkolbenzylindern hat man die Möglichkeit Zugkräfte optimal linear zu übertragen. Beispielsweise mittels einer durchgehenden Gewindestange, die mitten durch den Hohlkolbenzylinder gesteckt wird. Die Kräfte an der Zugstange lassen sich beispielsweise zum Aus- oder Einziehen von Lagerbolzen, Wellen, Achsen etc. nutzen.

Außerdem werden Hohlkolbenzylinder beim Vorspannen von Zug-Ankern und in Zug-Prüfständen eingesetzt. Bei Verwendung von Gewindespindeln, lässt sich deren Länge über das Nachstellen der Mutter schrittweise justieren. So kann auch mit kurzen Hohlkolbenzylindern über eine lange Distanz gezogen werden. Auch Hohlkolbenzylinder werden sowohl als einfachwirkende Hydraulikzylinder als auch als doppeltwirkende Hydraulikzylinder hergestellt.

Funktion einfachwirkender Hohlkolbenzylinder

Die Hohlkolbenzylinder gibt es sowohl in einfachwirkender als auch doppeltwirkender Ausführung. Bei einfachwirkenden Hydraulikzylindern wird das Öl ausschließlich in die untere Kammer gepumpt. Das Öl drückt auf die Kolbenfläche und verdrängt das Kolbenrohr, das sodann ausfährt. Der maximale Hub ist über einen mechanischen Anschlag begrenzt. Der Endlage stoppt den Kolben und hindert ihn am Herausploppen.

Der Rückhub wird über eine Feder bewerkstelligt, die bei geöffnetem Ablaufventil das Öl aus der anderen Kammer drückt und den Kolben zurückfahren lässt. Dieses Prinzip funktioniert besonders bei kleinen Zylindern oder wenn das Eigengewicht des Kolbens die Feder beim Einfahren unterstützt. Probleme kann es geben, wenn der Zylinder Überkopf montiert wird. Insbesondere dann, wenn zusätzlich noch eine Gewindestange montiert ist, die das Kolbenrohr beschwert. Auch kann die Feder durch das Fahren hoher Zyklen geschwächt ist. Die Federkraft kann in solchen Fällen an ihre Grenzen kommen. Der Einfahrgeschwindigkeit nimmt ab oder kommt völlig zum Erliegen.

Funktion doppeltwirkender Hohlkolbenzylinder

Bei Überkopfmontagen empfiehlt sich die Verwendung doppeltwirkender Hydraulikzylinder, da bei ihnen der Kolbenrückzug über Pumpenkraft und Öldruck erzwungen wird.

Ein 4/3-Wegeventil regelt die Funktion doppelwirkender Zylinder

Ein 4/3-Wegeventil ist für den Betrieb eines doppeltwirkenden Hydraulikzylindern erforderlich. Dieses Wegeventil regelt den Ölfluss von der Pumpe zum Zylinder und steuert die Funktionen des Hohlkolbenzylinders. Wie der Name des Ventils schon sagt, sind 4 Anschlüsse vorhanden und 3 unterschiedliche Stellungen möglich.

Voraussetzungen an die Pumpe

Der Anschluss der Pumpe ist mit einem eingravierten P kenntlich gemacht. Der Tank wird an den mit T gekennzeichneten Ausgang angeschlossen und die beiden Kammern des doppeltwirkenden Zylinders über Hydraulikschläuche mit den Anschlüssen A und B verbunden. In der Abbildung wird ein handbetätigtes Ventil durch den symbolisch dargestellten linken Hebel angedeutet. Die Darstellung weicht hierbei ein wenig von der Norm ab.

Zusammenspiel aus 4/3-Wegeventil und doppeltwirkendem Zylinders

Doppeltwirkende Zylinder verfügen über zwei durch den Kolbenboden getrennte Ölkammern. Wir haben den jeweiligen Zufluss der Kammern in der nebenstehenden Zeichnung mit A und B beziffert. Über ein 4/3-Wege-Ventil steuert man den Ölfluss und über die Hydraulikpumpe das Befüllen der jeweiligen Kammer.

Schaltet man das 4/3-Weg-Ventil in die erste Stellung wird das Öl durch den Anschluss A in die untere Kammer gepumpt. Der Kolben fährt aus und drückt das Öl aus der oberen Kammer durch den Anschluss B in den Tank zurück.

Bei mittlerer Stellung werden die Anschlüsse A und B über das Ventil abgesperrt. Nun verharrt der Kolben in seiner jeweiligen Position. Das Öl kann in dieser Stellung nicht entweichen. Die Last wird gehalten, da das Öl inkompressibel ist und nicht volumenmäßig nicht nachgibt.

Wird der Hebel am Ventil in die dritte Stellung umgelegt, fließt das Öl bei Betätigen der Pumpe in die obere Kammer des Zylinders und das aus der Unteren in den Tank. Der Kolben fährt wieder ein.