Hubzylinder in der Hydraulik

Hubzylinder sind Linearmotoren, die zum vertikalen Bewegen von Lasten eingesetzt werden. Es handelt sich um einfache Module mit einem breiten Anwendungsfeld.

Hubzylinder - Eigenschaften:

Die Übertragung bzw. Potenzierung von hydraulischen Kräften beruht auf der Inkompressibilität von Flüssigkeiten und auf den Unterschied in der Querschnittsfläche von Geber- und Nehmerzylinder.
Hubzylinder sind grundsätzlich Nehmerzylinder. Das bedeutet, sie nehmen den hydraulischen Druck auf und verstärken ihn durch ihre größere Querschnittsfläche gegenüber dem (sofern vorhandenem) Geberzylinder. Die einfachsten hydraulischen Systeme mit Hubzylinder sind beispielsweise hydraulische Wagenheber: Hierbei drückt ein mit einem Hebel verstärkter Geberzylinder in ein Gefäß mit Hydrauliköl. Der dort aufgebrachte Druck wird an den Nehmerzylinder, also dem Hubzylinder weitergegeben. Dieser fährt zwar in einem kürzeren Weg aus, als der Geberzylinder in das Druckgefäß eingetaucht ist. Dafür bringt er eine höhere Kraft beim Ausfahren auf. Zum Rückstellen des Hubzylinders wird ein Rückschlagventil geöffnet und der Geberzylinder entlastet. Dann strömt das Hydrauliköl in das Auffanggefäß (den Hydrauliktank) wieder zurück und der Hubzylinder nimmt wieder die untere Endlage ein.

Systeme aus Geber- und Nehmerzylinder sind jedoch nur für den manuellen Betrieb in Gebrauch. Diese sind beispielsweise:

  • Palettenhubwagen
  • Hydraulische Wagenheber
  • Hydraulisch-manuelle Hubsysteme wie Rampen, Klappen, Tore usw.

Die Kombination aus hydraulischem Geber- und Nehmerzylinder ohne elektromechanische Unterstützung gibt es durchaus noch öfter. Kupplungen und Bremsen in Fahrzeugen werden beispielsweise nach dem gleichen Prinzip betätigt. Nur "hebt" in diesem Fall der Nehmerzylinder nichts an, sondern übt seine Kraft in horizontaler Lage aus. Darum gilt er in diesen Anwendungsfällen nicht als "Hubzylinder". Bei größeren Systemen wird der manuell betätigte Geberzylinder durch eine elektrisch betriebene Hydraulikpumpe ersetzt.

Weitere Varianten vom Hubzylindern

Ein Hubzylinder muss nicht zwingend hydraulisch betrieben werden. Je nach Anwendungsfall sind auch pneumatische oder elektromagnetische bzw. elektromechanische Hubzylinder im Einsatz. Hydraulische Hubzylinder sind jedoch wegen ihrer großen Kraft in vielen Anwendungsfällen die beste Option.

Der Nachteil vom Hubzylinder und wie er behoben werden kann

Ein Nachteil vom Hubzylinder ist seine lange Baugröße. Wie jeder hydraulische Linearmotor besteht auch der Hubzylinder aus einem Gehäuse und einer darin fahrenden Kolbenstange. Die Kolbenstange muss in der unteren Endlage vollständig im Gehäuse eingefahren sein. Da aber die Leistung eines Hubzylinders nicht nur von seiner Kraft, sondern auch von seiner Arbeitslänge abhängt, kann hier ein Zielkonflikt entstehen: Der Wunsch nach einem weiten Hubweg bei gleichzeitig möglichst kompakter Bauweise bei Nichtgebrauch sind für einfache Linearmotoren schlecht umsetzbar.

Eine Lösung bieten die so genannten "Teleskopzylinder". Dies ist eine spezielle Form von Hubzylindern. Beim Teleskopzylinder ist die Kolbenstange nicht einteilig, sondern mehrteilig in Form eines ineinander fahrenden Teleskops aufgebaut. Der Teleskopzylinder verbindet damit die Funktion von Gehäuse, Kolbenstange und Hubzylinder in einer Einheit. Komplett eingefahren, hat der Teleskopzylinder nur noch eine geringe Einbautiefe. Er hat dann zwar eine deutlich breitere Querschnittsfläche als ein herkömmlicher hydraulischer Linearmotor. Doch diese ist häufig technisch wesentlich besser zu berücksichtigen, als ein sperriger, einfach wirkender Hubzylinder.

Einsatzgebiete der Hubzylinder

Neben den manuellen Hubzylindern werden hydraulische Hubzylinder an vielen Stellen eingesetzt. Typische Anwendungsfälle sind:

  • Hebebühnen
  • Hydraulische Pressen
  • Tore und Türen
  • Rampen

Wird der Hubzylinder mit einem Gelenk kombiniert, kann er -vor allem in der Teleskopbauweise - bei Kipplastern eingesetzt werden.