Hydraulikkolben sind das Herzstück des Linearmotors
Der Hydraulikkolben ist der bewegte Teil eines Hydraulikzylinders. Er führt beim Ein- und Ausfahren die gewünschte Arbeit aus. Diese ist in der Hydraulik stets vektoriell ausgerichtet. Das bedeutet, dass nicht nur eine definierte Distanz überwunden wird, sondern dass entlang der Wegstrecke eine konstante Kraft wirkt.Funktionsweise des Hydraulikkolbens
Der Hydraulikkolben sitzt mittig in der Laufbuchse von einem hydraulischen Zylinder. Man unterscheidet zwischen einfach wirksamen und doppelt wirksamen Hydraulikzylindern. Bei einfach wirksamen Zylindern fährt der Kolben nur in einer Richtung aus. Für seine Rückstellung ist eine von außen wirksame Kraft, beispielsweise ein Gewicht oder eine Rückstellfeder, erforderlich. Ein typisches Beispiel für einen einfach wirksamen Hydraulikkolben ist in einem Plungerzylinder. Einfach wirksame Hydraulikkolben bestehen aus einem Stahlzylinder mit gleichbleibenden Querschnitt.
Die überwiegende Anzahl der gebräuchlichen Hydraulikkolben sind für doppelt wirksame Zylinder ausgelegt. Sie bestehen aus einem Stahlstab mit kleinem Durchmesser, an dessen Ende beidseitig runde Stahlscheiben angebracht sind.
Bei einem doppelt wirksamen Kolben unterscheidet sich das Ausfahren nicht von der einfach wirksamen Variante. Das Hydrauliköl wird über ein Ventil in den Zylinder gepumpt. Der Öldruck fährt den Kolben mit einer konstanten Kraft und Geschwindigkeit aus.
Für Rückstellung wird Öl über die Umschaltung des Ventils das Öl an der Vorderseite des Hydraulikzylinders eingepumpt. Es fließt von dort gegen die untere Sperrscheibe und drückt den Kolben wieder in seine hintere Endlage.
Steuerung von Hydraulikkolben
Hydraulikkolben sind durch ihre Einbaulänge im Zylinder in ihrer Wirkstrecke begrenzt. Neben dieser technisch bedingten Maximalbegrenzung lässt sich ein Hydraulikkolben auch durch andere konstruktive Maßnahmen in seiner Wirkstrecke steuern.
Einfache Anschläge sind in der Hydraulik weniger empfehlenswert. Da Hydraulikzylinder stets einen hohen Druck an ihrem Angriffspunkt ausüben, kann es beim Anschlag oder am Kolben selbst zu Beschädigungen kommen. Deshalb wird in der Hydraulik wie in der Pneumatik auch die Streckenbegrenzung vorzugsweise über Endlangenschalter eingerichtet. Dies sind einfache elektromagnetische Näherungssensoren. Kommen diese mit einem Zapfen oder mit den Sperrscheiben des Hydraulikkolbens in Kontakt, geben die Schalter ein Signal aus. Dieses kann von einer Steuerung beliebig interpretiert werden. In der Regel löst die Steuerung aber zumindest einen Zuflussstop zum Zylinder aus. Dies kann durch ein Stoppen der Hydraulikpumpe oder durch das Umschalten eines Ventils erreicht werden.
Schäden am Hydraulikkolben und dessen Reparatur
Hydraulikkolben sind auf ihre Arbeitsweise ausgelegt. Das bedeutet, dass sie ab Werk sehr robust sind und lange Zeit problemlos mit den auftretenden Kräften zurechtkommen. Sie können aber durch Korrosion oder äußere Beschädigung schartig werden. Auch Biegespannungen können zu dauerhaften Verformungen im Kolben führen. Ein Hydraulikzylinder lässt sich jedoch sehr leicht überholen und durch den Einbau von neuen Dichtungen und Kolben wieder betriebsfähig machen.