Hydraulische Drehzylinder zum Schwenken in beschränktem Raum
Hydraulikzylinder lassen sich nicht nur sehr gut zum Hub oder Schub von Lasten verwenden. Sie sind auch bei Schwenkanwendungen häufig im Einsatz. Dazu wird einfach jeweils ein fester Anschlagspunkt an beiden Elementen angebracht. Diese Lösung sieht man zum Beispiel an den Löffelaufnahmen von Baggern. Der Nachteil dieser einfachen und preiswerten Lösung ist jedoch, dass sowohl das Anbringen der Befestigungen als auch die Positionierung des Linearzylinders viel Platz benötigt. Hier kann der hydraulische Drehzylinder Abhilfe schaffen.Aufbau und Finktion hydraulischer Drehzylinder
Der hydraulische Drehzylinder ist wesentlich komplexer aufgebaut als ein normaler Schubzylinder. Er setzt den aufgebrachten hydraulischen Druck nicht in eine lineare, sondern in eine radiale Bewegung um. Ein hydraulischer Drehzylinder ist jedoch kein Radialmotor. Der Drehzylinder kann nur einen gewissen Schwenkbereich umfassen. Dieser beträgt in den meisten Fällen ca. 270°.
Um dies zu erreichen, drückt eine innenliegende Buchse mit Innengewinde gegen einen Kolben mit Außengewinde. Während die Buchse linear den Kolben hinauf wandert, dreht sie diesen um seine eigene Achse. Der Kolben ragt aus dem Zylinder heraus und lässt dort die Schwenkbewegung abnehmen. Für die Rückstellung wird die Fließrichtung des Hydrauliköls über ein Umschlagventil umgekehrt.
Welche Vor- und Nachteile bieten hydraulische Drehzylinder?
Der hydraulische Drehzylinder ist eine kompakte, platzsparende Lösung zur Erzeugung einer Schwenkbewegung bei beschränkten Platzverhältnissen. Zusätzliche konstruktive Maßnahmen, wie ein Anschweißen von Aufnahmepunkten entfällt. Die Kraft wird über eine Feder oder über einen Flansch abgenommen. Das lässt einen sehr diskreten und störungssicheren Einbau zu, der nicht von außen manipulierbar ist.
Die Nachteile sind wesentlich höhere Kosten und eine beschränkte Kraftentwicklung. Ein hydraulischer Drehzylinder besteht nicht nur aus mehr Teilen, wie ein konventioneller Linearzylinder. Die Bauteile, insbesondere die Verzahnung zwischen Buchsen und Kolben, müssen zudem in höchster Präzision gefertigt werden. Zudem müssen die Materialauswahl und -paarung auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt sein. Schließlich sollte dieser Typ von Hydraulikzylindern nur in Systemen mit besonders nachhaltiger Partikelfilterung eingesetzt werden. Eine regelmäßige Inspektion der Laufflächen ist ebenfalls empfohlen.
Ein weiterer Nachteil ist der erhöhte Wartungsaufwand. Zwar wird der Drehzylinder durch das Hydrauliköl permanent geschmiert. Die großen Auflageflächen in der Verzahnung zwischen Buchsen und Kolben machen ihn aber anfällig für Abrasionen.
Da sich der hydraulische Drehzylinder nur langsam bewegt, ist die Gefahr von Kavitätsbildung im Inneren des Bauteils gering.
Sind Radialmotoren sinnvolle Alternativen zu hydraulischen Drehzylindern?
Wenn es um die Herstellung einer Schwenkbewegung geht, sind Radialmotoren keine Alternativen zu hydraulischen Drehzylindern. Radialmotoren benötigen ein hohes Anlaufmoment, um die gewünschte Bewegung zu erzeugen. Dieses steht beim hydraulischen Drehzylinder sofort zur Verfügung, da es sich bei seiner Schwenkbewegung im Grunde nur um eine transformierte Linearbewegung handelt.