Der einfachwirkende Zylinder

Ein einfachwirkender Zylinder ist der hydraulische Linearmotor mit der niedrigsten Komplexität. Da er eine äußere Rückstellkraft benötigt, ist sein Einsatz nur eingeschränkt möglich.

Aufbau und Funktion eines einfachwirkenden Zylinders

Ein einfachwirkender Zylinder besteht aus einem innen liegenden Kolben, außen liegender Zylinderhülse, Dichtungen und nur einem Ventil. Dieses ist an der dem ausfahrenden Kolben gegenüberliegenden Seite angebracht. Zu- und Ablauf der Hydraulikflüssigkeit wird durch ein Umschaltventil geregelt.
Beim Betrieb des einfachwirkenden Zylinders fährt der Kolben nur aus. Er behält die Position so lange bei, bis das Umschaltventil verstellt wird und eine äußere Kraft den Kolben wieder zurückstellt. Bis zu einem gewissen Grad kann die Rückstellkraft durch einen Unterdruck in der Hydraulikleitung reduziert werden. Hydraulische Systeme arbeiten jedoch grundsätzlich auf Druck bzw. Überdruck, sodass bei einer gewünschten Selbstrückstellung der doppelt wirkende Zylinder die Standardlösung ist.

Einsatz des einfachwirkenden Zylinders

Einfachwirkende Zylinder sind eine kostengünstige Lösung für Bereiche, in denen eine hohe Last vertikal durch den Linearmotor bewegt wird. Er ist häufig bei sehr kleinen, manuellen Anwendungen im Einsatz. Darüber hinaus gibt es Spezialanwendungen, in denen der einfach wirkende Zylinder zusätzliche Aufgaben übernimmt. Typische Beispiele für diesen Linearmotor sind folgende:

  • Hydraulisch vertikal öffnende Klappen
  • Hebebühnen
  • Wagenheber
  • Getriebeheber
  • Motor-Hebekräne
  • Plungerzylinder in Hybridsystemen

Wichtig beim Betrieb des einfachwirkenden Zylinders ist, dass die Last vor seiner Rückstellung nicht entfernt wird. Andernfalls ist für das Einfahren des Linearmotors Muskelkraft oder das aufwendige externe Belasten des Kolbens erforderlich. Bei fest installierten Hydraulikzylindern an Klappen oder Hebebühnen ist dies gewährleistet. Bei manuellen Anwendungen wie Wagenheber, Getriebeheber oder Motor-Hebekränen wird dies häufig vergessen und verursacht Mehrarbeit.

Sonderfall Hybridzylinder

In hydropneumatischen Systemen können Plungerzylinder einen erheblichen Beitrag zur Senkung des Energieverbrauchs leisten. Der Kolben eines Plungerzylinders besteht aus einer massiven Stange mit gleichbleibendem Querschnitt. Beim Einfahren geht ein Teil der hydraulischen Kraft in einen mit Gas gefüllten Kolbenspeicher über. Der Druck des so vorgespannten Gases steht als Energie zum Ausfahren des Zylinders wieder zur Verfügung.

Ein typisches Beispiel für den Einsatz eines einfachwirkenden Zylinders

Ein typisches Beispiel für den Einsatz dieser einfachwirkenden Zylinder findet sich in Abrissbaggern. Die Arbeitsweise dieser Geräte ist folgendermaßen:

  1. Heben des unbelasteten Arms
  2. Aufnahme einer Last auf hohen Hubniveau (Abriss eines Mauerstücks)
  3. Senkung des Arms: Die Gewichtskraft der aufgenommenen Last fährt den Plungerzylinder zurück
  4. Umleitung des hydraulischen Drucks vom Plungerzylinder in den Gas-Kolbenspeicher
  5. Absetzen der Last(Entlastung des Arms)
  6. Erneutes Heben des unbelasteten Arms mit Unterstützung des Gasdrucks aus dem Kolbenspeicher

Dieses Verfahren kann die Kraftstoffkosten eines Abrissbaggers um 15 - 25 % senken.