VDMA Fluidtechnik Hydrozylinder Parameter für den Einsatz von Hydrozylindern

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1 VDMA-Einheitsblatt Entwurf Juni 2012 VDMA ICS... Fluidtechnik Hydrozylinder Parameter für den Einsatz von Hydrozylindern Hydraulic fluid power - Cylinders Parameters for the application of hydraulic cylinders Anwendungswarnvermerk Dieser Entwurf wird der Öffentlichkeit zur Prüfung und Stellungnahme vorgelegt. Weil das beabsichtigte VDMA-Einheitsblatt von der vorliegenden Fassung abweichen kann, ist die Anwendung dieses Entwurfes besonders zu vereinbaren. Stellungnahmen werden erbeten vorzugsweise als Datei per an fluid@vdma.org oder in Papierform an den Fachverband Fluidtechnik im VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.v., Postfach , Frankfurt. Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.v. (VDMA) Fortsetzung Seite 2 bis 16 Das VDMA-Einheitsblatt ist urheberrechtlich geschützt und bleibt ausschließliches Eigentum des VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.v., Frankfurt/Main. Eine Änderung, Ergänzung, Bearbeitung, Einarbeitung, Übersetzung, Vervielfältigung und/oder Verbreitung bedarf der ausdrücklichen vorherigen schriftlichen Zustimmung des VDMA. Alleinverkauf der VDMA-Einheitsblätter durch Beuth Verlag GmbH, Berlin. VDMA Preisgr...

2 Seite 2 Inhalt Seite Vorwort... 4 Einleitung Anwendungsbereich Normative Verweisungen Begriffe Einflussgrößen, Symbole und Einheiten Übersicht Hydrozylinder Einflussgrößen zur Auswahl eines Hydrozylinders Allgemeines Nenn-, Arbeits- und Prüfdruck Beschreibung Auswirkungen Einflussmöglichkeiten Druck- und Zugkräfte - Hauptwirkrichtung des Zylinders Beschreibung Auswirkungen Einflussmöglichkeiten Querkraftbelastungen Beschreibung Auswirkungen Einflussmöglichkeiten Geschwindigkeit beim Aus- und Einfahren Beschreibung Auswirkungen Einflussmöglichkeiten Entlüftung des Zylinders Beschreibung Auswirkung Einflussmöglichkeiten Bewegte Masse und Endlagendämpfung Beschreibung Auswirkungen Einflussmöglichkeiten Einbaulage Beschreibung Auswirkungen... 12

3 Seite Einflussmöglichkeiten Hydraulikfluid Beschreibung Auswirkungen Einflussmöglichkeiten Betriebs- und Umgebungstemperatur Beschreibung Auswirkungen Einflussmöglichkeiten Umwelteinflüsse Beschreibung Auswirkungen Einflussmöglichkeiten Knickbeanspruchung Beschreibung Auswirkungen Einflussmöglichkeiten Hydrostatische Auslegung Anhang A Zusammenhang Zylinderbaureihe und Zubehör Literaturhinweise... 16

4 Seite 4 Vorwort Dieses VDMA-Einheitsblatt wurde durch den Arbeitskreis Hydrozylinder im Fachverband Fluidtechnik im VDMA e.v. erarbeitet. Es soll zum Verständnis der Anwendung von Hydrozylindern in den verschiedensten Bereichen der Technik und zur Kommunikation zwischen Herstellern und Anwendern von Hydrozylindern beitragen. Einleitung In Hydraulikanlagen wird Energie durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit innerhalb eines Kreislaufes übertragen und der Energiefluss gesteuert oder geregelt. Ein Bauteil einer solchen Anlage ist der Hydrozylinder, der die Energie in lineare mechanische Kraft und Bewegung umwandelt, wobei sich Kolben und Kolbenstange im Zylinderkörper hin- und herbewegen. 1 Anwendungsbereich Dieses VDMA-Einheitsblatt gibt Hinweise zur Auswahl und zum Einsatz von Hydrozylindern, um einen möglichst optimalen Betrieb des Hydrozylinders zu erzielen. Hierbei ist die Energieeffizienz bei Auslegung und Betrieb zu berücksichtigen 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen). ISO 5598, Fluid power systems and components Vocabulary DIN EN ISO 4413, Fluidtechnik Allgemeine Regeln und sicherheitstechnische Anforderungen an Hydraulikanlagen und deren Bauteile 3 Begriffe Für die Anwendung dieses VDMA-Einheitsblattes gelten die Begriffe nach ISO Einflussgrößen, Symbole und Einheiten Die in diesem Dokument berücksichtigten Einflussgrößen und verwendeten Einheiten sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

5 Seite 5 Tabelle 1 Einflussgrößen und Einheiten Größe Symbol Einheit Erläuterungen Nenndruck p MPa (bar) bestimmter Druckwert, der einem Bauteil, einem Leitungssystem oder einer Anlage zur Bezeichnung zugeordnet wird und der angibt, dass es zu einer bestimmten Druckstufe gehört (ISO 5598, ) Arbeitsdruck p MPa (bar) Druck, dem eine Anlage, eine Teilanlage, ein Leitungssystem oder ein Bauteil während seiner Funktion ausgesetzt ist (ISO 5598, , ) Prüfdruck p MPa (bar) Druck, dem das Bauteil, das Leitungssystem, die Teilanlage oder Anlage zu Prüfzwecken ausgesetzt wird (ISO 5598, ) Zylinderdruckkraft F kn Kraft, die durch den auf die Kolbenfläche des Zylinders wirkenden Druck während des Vorhubes (Ausfahren der Kolbenstange) erzeugt wird (ISO 5598, , ) Zylinderzugkraft F kn Kraft, die durch den auf die Kolbenfläche des Zylinders wirkenden Druck während des Rückhubes (Einfahren der Kolbenstange) erzeugt wird (ISO 5598, , ) zu bewegende Masse m kg Masse des Maschinenteils, das am Kolbenstangenende befestigt ist Geschwindigkeit v m/s Geschwindigkeit beim Ein- oder Ausfahren der Kolbenstange Beschleunigung a m/s² Beschleunigung oder Verzögerung beim Einoder Ausfahren der Kolbenstange Querkraftbelastung F kn Belastung durch Querkräfte, z.b. durch unzureichende Führung in der Maschine Einbaulage [ ] Stange nach oben, unten oder waagerecht bzw. Winkelangabe Zyklenzahl [Hz] Anzahl der Hübe pro Zeiteinheit oder Frequenz Flüssigkeitstyp z.b. Mineralöle HL, HLP, HLPD nach DIN oder schwer entflammbare Flüssigkeiten nach DIN (VDMA 24317) Betriebstemperatur [ C] Temperatur des Fluids während des Betriebs Umgebungstemperatur [ C] Temperatur der Umgebung, z.b. Luft, Strahlungswärme anderer Maschinenteile usw. Umwelteinflüsse z.b. Schmutz, Feuchtigkeit, Chemikalien

6 Seite 6 5 Übersicht Hydrozylinder Im Laufe der Zeit wurden Hydrozylinder in unterschiedlichsten Bauarten, Größen und Ausführungen entwickelt. Diese Vielfalt ermöglicht unterschiedlichste, innovative Anwendungen im praktischen Einsatz, die ohne Hydrozylinder nicht machbar wären. Die mechanische Kraft entsteht im Hydrozylinder durch das Einwirken des Druckmediums auf einen Kolben. Der Aufbau der Zylinder wird für zwei typische Bauarten gezeigt. Zugankerzylinder sind in Bild 1 und Rundzylinder in Bild 2 dargestellt. Der druckbeaufschlagte Teil eines Hydrozylinders besteht im Wesentlichen aus dem Zylinderrohr und den Verschlüssen an beiden Rohrenden. Stangenseitig wird der Verschluss als Zylinderkopf bezeichnet, der gegenüberliegende Verschluss wird Zylinderboden genannt. Bei Zugankerzylindern werden Kopf und Boden durch Zuganker verbunden und dadurch die beiden Rohrenden verschlossen. Bei Rundzylindern werden die Rohrenden durch verschraubte oder verschweißte Köpfe und Böden in unterschiedlichen Ausführungen verschlossen. Stangenseitig befindet sich im Kopf die Kolbenstangenführung mit den Dichtungen. Das aus dem Hydrozylinder heraus stehende Kolbenstangenende kann mit Innen- oder Außengewinde ausgestattet sein, um das zu bewegende Maschinenteil zu befestigen. Darüber hinaus sind Sonderausführungen des Kolbenstangenendes in Abhängigkeit vom Anwendungsfall möglich. Im Inneren des Hydrozylinders befindet sich am anderen Ende der Kolbenstange der Kolben mit Kolbenführung und Dichtungen. Der Aufbau der Hydrozylinder ermöglicht die direkte Umwandlung des Druckes eines Fluids in lineare Kraft ohne zusätzliche Zwischenglieder. Die Kraft steht an jeder Stelle des Zylinderhubes zur Verfügung. In Abhängigkeit vom Kolbendurchmesser und dem Druck des Fluids kann die nutzbare Kraft angepasst werden. Die Geschwindigkeit ist durch Verändern des Volumenstroms anpassbar.

7 Seite 7 Legende 1 Hydraulikanschlüsse 2 Zylinderboden 3 Kolbenstange mit Kolben, Kolbenführung und Dichtungen 4 Zylinderrohr 5 Zylinderkopf 6 Kolbenstangenende 7 Zuganker Bild 1 Aufbau eines Zugankerzylinders

8 Seite 8 Legende 1 Hydraulikanschlüsse 2 Zylinderboden 3 Kolbenstange mit Kolben, Kolbenführung und Dichtungen 4 Zylinderrohr 5 Zylinderkopf 6 Kolbenstangenende Bild 2 Aufbau eines Rundzylinders Bei den Hydrozylindern unterscheidet man zwischen Differential- und Gleichgangzylindern. Differentialzylinder haben eine einseitige Kolbenstange und daher an den beiden Kolbenseiten unterschiedlich große Flächen auf die der Druck des Fluids wirkt. Dieses führt bei gleichen Druck- und Volumenströmen zu unterschiedlichen Kräften und Geschwindigkeiten für die beiden Wirkrichtungen. Gleichgangzylinder haben beidseitig Kolbenstangen mit gleichem Durchmesser und daher gleich große Wirkflächen an beiden Kolbenseiten. Dies führt zu einer symmetrischen Wirkungsweise mit gleichen Kräften und Geschwindigkeiten für beide Wirkrichtungen. Doppeltwirkende Hydrozylinder können beidseitig mit Druck beaufschlagt werden. Einfachwirkende Hydrozylinder werden nur einseitig mit Druck beaufschlagt. Sie werden seltener eingesetzt. Die Bewegung in die entgegengesetzte Richtung erfolgt durch eine externe Kraft, z.b. durch die Masse des zu bewegenden Maschinenteils. Die mit Luft gefüllten Kammern müssen Luftauslassöffnungen haben, die so ausgelegt oder angeordnet sind, dass Gefährdungen vermieden werden. Die Luft muss ohne Gefährdungen ausgetauscht werden können.

9 Seite 9 Bei einfachwirkenden Zylindern kann der Kolben entfallen und der Druck des Fluids wirkt dann direkt auf das Ende der Kolbenstange. Diese Bauart Hydrozylinder wird als Plungerzylinder bezeichnet. Hydrozylinder müssen mit der Maschine fest verbunden werden. Man unterscheidet vier Grundbefestigungsarten: Flanschbefestigung, Fußbefestigung, Schwenkzapfenbefestigung und Schwenkaugenbefestigung. Bei Flansch-, Fuß- und Schwenkzapfenbefestigung sind die Befestigungselemente an beliebigen Stellen des Zylinderkörpers (Kopf, Boden, Rohr) angebracht, bei Schwenkaugenbefestigung immer nur am Ende des Zylinders. Flansch- und Fußbefestigung sind starre Befestigungsarten während Schwenkzapfen- und Schwenkaugenbefestigung nicht starre Befestigungsarten sind. Schwenkzapfenbefestigung ermöglicht dem Zylinder die Bewegung in einer Ebene, die Schwenkaugenbefestigung gibt dem Zylinder Bewegungsfreiheit in einer oder allen Richtungen. 6 Einflussgrößen zur Auswahl eines Hydrozylinders 6.1 Allgemeines Bei der Auswahl und dem Einsatz von Hydrozylindern sind unterschiedlichste Einflussgrößen zu berücksichtigen. Im Folgenden werden diese beschrieben und die jeweilige Auswirkung und mögliche Einflussmöglichkeiten aufgeführt. 6.2 Nenn-, Arbeits- und Prüfdruck Beschreibung Der Nenndruck beschreibt einen Referenzdruck, der für bestimmte mechanische und maßliche Eigenschaften des Hydrozylinders gilt. Der maximal zulässige Arbeitsdruck beschreibt den für den Hydrozylinder zulässigen Druck unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen. Der zulässige Arbeitsdruck kann, abhängig von der Ausführung des Hydrozylinders und dessen Einsatzbedingungen deutlich geringer als der Nenndruck sein. Der Prüfdruck liegt im Allgemeinen über dem Nenndruck und dem Arbeitsdruck und wird nur zur einmaligen Prüfung im Herstellerwerk aufgebracht Auswirkungen Durch zu hohe Arbeitsdrücke kann ein Hydrozylinder im Betrieb überlastet werden, was zum Versagen der druck- und krafttragenden Einzelteile führen kann Einflussmöglichkeiten Entsprechend seiner Einsatz- und Randbedingungen muss ein Hydrozylinder bzgl. des Arbeitsdruckes ausgewählt werden. 6.3 Druck- und Zugkräfte - Hauptwirkrichtung des Zylinders Beschreibung In einem Zylinder können sowohl Druck- als auch Zugkräfte auftreten. Diese Kräfte werden durch den hydraulischen Druck im Zylinder, kolben- und stangenseitig in Abhängigkeit der jeweiligen Wirkflächen, erzeugt und wirken über die Befestigung des Zylinders und die Kolbenstange auf die angebauten Teile einer Maschine.

10 Seite 10 Zylinder sollten vorzugsweise so befestigt sein, dass die Last axial auf die Mittellinie des Zylinders wirkt. Die Befestigung muss Folgendes minimieren: übermäßige Verformung der Zylinder durch drückende oder ziehende Last; Einleitung von Seiten- oder Biegelasten; Schwenkgeschwindigkeiten bei Zapfenmontage, die eine ständige externe Schmierung erforderlich machen. Zylinder dürfen durch Befestigungsflächen nicht verspannt werden und Temperaturdehnungen müssen möglich sein. Die Befestigungen von Zylindern müssen leichten Zugang für Wartung, Einstellung der Dämpfungseinrichtungen und den kompletten Austausch der Zylinder ermöglichen Auswirkungen Je nach Einsatzart können diese statischen und dynamischen Druck- und Zugkräfte zu hohen Belastungen der Zylinderteile und der angebauten Maschinenteile führen. Aufgrund dieser Belastungen muss sichergestellt werden, dass einerseits die Befestigungsart des Zylinders (z.b. Schwenk- oder Gelenkauge, Schwenkzapfen, Fußbefestigung, Kopfflansch, Bodenflansch usw.) und auch die Befestigung am Kolbenstangenende den auftretenden Druck- und Zugkräften entsprechend dimensioniert sind. Die Kolbenstange selber muss hinsichtlich der Knickung bei Druckkräften überprüft werden. Insbesondere bei langhubigen Zylindern und bei Kolbenstangen mit kleineren Durchmessern, ist die Knickneigung erhöht. Die Knicklast und die zulässige Knicklänge der Kolbenstange müssen beachtet werden (siehe 6.11) Einflussmöglichkeiten Bei der Auswahl und Auslegung des Hydrozylinders sollten geeignete Befestigungsarten, der passende Kolben- und Kolbenstangedurchmesser und die, den Druck- und Zugkräften entsprechenden, Dimensionierungen berücksichtigt werden. Die Knicklast und die zulässige Knicklänge der Kolbenstange sollten beachtet werden. Besondere Einsatzbedingungen erfordern besondere Zylinderkonstruktionen. Hilfestellungen dazu finden sich in den Unterlagen der Hersteller von Hydrozylindern. 6.4 Querkraftbelastungen Beschreibung Durch die jeweilige Einbausituation und Betriebsweise des Zylinders, können Querkräfte auf den Zylinderkörper und auf die Kolbenstange einwirken. Querkräfte führen zu einer erhöhten Belastung des gesamten Zylinders, insbesondere der Kolbenstange und deren Führung. Es müssen Querkräfte berücksichtigt werden, die zum Beispiel bei horizontal eingesetzten Zylindern mit langem Hub und einer Kolbenstange mit großem Durchmesser aufgrund des Eigengewichtes auftreten können Auswirkungen Durch die auf unterschiedliche Weise auftretenden Querkraftbelastungen wird der Verschleiß der Kolben- und Stangendichtungen sowie der Führungen beschleunigt und damit die Lebensdauer reduziert. Dieses kann zum Ausfall des Zylinders führen Einflussmöglichkeiten Die mechanische Führung der Bewegungsachse muss zu den auftretenden Kräften passen. Hydrozylinder sind Betätigungs- und keine Führungselemente! Die Führungen sind in der Maschine auszuführen und müssen sicherstellen, dass die gesamte Bewegungsachse und damit auch die Befestigungspunkte des Zylinders fluchten. Der Zylinderkörper und die Kolbenstange dürfen in keiner Betriebssituation verspannt werden.

11 Seite Geschwindigkeit beim Aus- und Einfahren Beschreibung Die Aus- und Einfahrbewegung eines Zylinders kann je nach Anwendungsfall mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten geschehen. Die maximal zulässigen Geschwindigkeiten hängen im Wesentlichen von drei Randbedingungen ab: der zulässigen Geschwindigkeit und Eignung der Dichtungen und Führungen an Kolben und Kolbenstange der vom Zylinder bewegten Masse und damit der kinetischen Energie insbesondere in Verbindung mit dem Fahren in die Endlagen der Größe der hydraulischen Anschlüsse in Verbindung mit den zulässigen Strömungsgeschwindigkeiten des Fluids Auswirkungen Dichtungen, die für einen Anwendungsfall oder eine Betriebsweise ungeeignet sind, führen zu einem vorzeitigen Verschleiß oder zum Ausfall der Dichtungen. Hohe Geschwindigkeiten können zu unzulässigen Temperaturerhöhungen in den Dichtungen führen, die das Dichtungsmaterial zerstören können. Bei der Kolbendichtung führt dies zu interner Leckage und bei der Stangendichtung kommt es zu Undichtigkeiten nach außen. Da Hydrozylinder eingesetzt werden um Maschinenteile zu bewegen, sind sie meistens mit einem Teil verbunden, dessen Masse größer als die des antreibenden Zylinders ist. Hieraus ergibt sich beim Verfahren des Zylinders mit dem damit verbundenen Maschinenteil eine kinetische Energie, die gegebenenfalls vor Erreichen der Endlagen des Zylinders abgebaut werden muss (siehe 6.7). Ansonsten werden Zylinder und Maschine gefährdet oder sogar beschädigt Einflussmöglichkeiten Dichtungen, d.h. Dichtungsart und Dichtungsmaterial, müssen unter Berücksichtigung der jeweiligen Verfahrgeschwindigkeiten und -wege ausgewählt werden. Entsprechend der kinetischen Energie, die beim Verfahren des Zylinders und der damit verbundenen Masse auftreten, muss durch die Maschinensteuerung das Abbremsen vor Erreichen der Endlagen des Zylinders sichergestellt werden (siehe auch 6.7). Oder es werden zylinderseitig Endlagendämpfungen vorgesehen, die dieses Abbremsen vornehmen. Endlagendämpfungen können intern im Zylinder vorgesehen werden. 6.6 Entlüftung des Zylinders Beschreibung Da Zylinder in der Regel ohne Flüssigkeitsfüllung vom Hersteller geliefert werden, enthalten sie zwangsläufig Luft. Abhängig von der Einbau- und Anschlusssituation kann bei der ersten Inbetriebnahme ein Entweichen der Luft in das Hydrauliksystem Richtung Tank erschwert sein Auswirkung Bei der Inbetriebnahme kann es unter Druck zur Selbstentzündung des Öl-Luft-Gemisches kommen (Dieseleffekt). Bei Zylindern mit Endlagendämpfung führt ein unzureichendes Entlüften zu einer abgeschwächten Dämpfung oder sogar zu einem vollständigen Ausfall der Dämpfungsfunktion. Luft im Zylinder kann zu ruckartigen Kolbenstangenbewegungen führen. Lufthaltige Hydraulikflüssigkeit kann zu Schäden an der Kolben- und Stangendichtung führen. Luftblasen können sich unter bestimmten Betriebsbedingungen, z.b. bei Druckstößen und hohen Zykluszahlen stark erwärmen. Diese lokal begrenzte Erwärmung hat einen Druckanstieg zur Folge, der die Dichtungen beschädigen kann. Als Folge treten Leckagen auf, die bis zum vollständigen Ausfall führen können.

12 Seite 12 Schnell komprimierte Luft in Verbindung mit kleinen Fluidmengen im Zylinder kann zur Selbstentzündung (Dieseleffekt) führen. Dadurch kommt es zu sehr hohen Temperaturen, die zur Verbrennung der Dichtungen und Führungsringe und somit zum sofortigen Ausfall des Zylinders führen Einflussmöglichkeiten An den Zylindern sollten Entlüftungsmöglichkeiten vorgesehen werden. Insbesondere bei senkrecht eingesetzten Zylindern mit der Kolbenstange nach oben ist auf ausreichende Entlüftung zu achten, da ansonsten die Kolbenstangendichtung stark gefährdet ist. Gibt es keine Entlüftungsmöglichkeiten, dann muss der Zylinder bei der Inbetriebnahme langsam bei möglichst geringem Druck aus- und eingefahren werden, bis die Luft aus dem Zylinder heraus gefördert wurde. 6.7 Bewegte Masse und Endlagendämpfung Beschreibung Hydrozylinder sind Aktuatoren und bewegen unterschiedlichste Maschinenteile. Die Masse der bewegten Maschinenteile und die Geschwindigkeit mit der verfahren wird, können zu hohen kinetischen Energien führen. Diese müssen gegebenenfalls durch die Hydraulik und deren Steuerung vor Erreichen der Zylinderendlagen abgebremst werden. Hierfür kann im Hydrozylinder eine Endlagendämpfung vorgesehen werden. Durch das Verschließen der Auslassöffnung vor dem Erreichen der Endlage wird im Inneren des Zylinders ein Flüssigkeitsvolumen abgesperrt und über eine Drosselstelle entlastet. Das abgesperrte Flüssigkeitsvolumen baut einen Gegendruck am Kolben des Zylinders auf und bremst die bewegte Masse hydraulisch ab. Wird ein Zylinder als Anschlag benutzt, müssen er und seine Befestigung so ausgelegt sein, dass alle auftretenden Belastungen durch das anschlagende Maschinenbauteil schadlos aufgenommen werden können Auswirkungen Hohe Verfahrgeschwindigkeiten in Verbindung mit großen, bewegten Massen führen zu hoher kinetischer Energie, die bei Zylindern mit integrierter Endlagendämpfung sehr hohe Drücke im Inneren des Zylinders während des Dämpfungsvorgangs hervorrufen können (siehe auch 6.5). Diese Drücke können bei falscher Auswahl und Dimensionierung den Betriebsdruck der Hydraulikanlage und den zulässigen Betriebsdruck des Zylinders deutlich übersteigen. Als Folge treten Dichtungsausfälle oder sogar ein Versagen des Zylinderkörpers, z.b. Risse im Zylinderrohr, auf. Bei unzureichender Endlagendämpfung sind nicht nur die Zylinder selbst gefährdet. Hohe Druckstöße und ein hartes Anfahren an die Endlagen haben auch negative Auswirkungen auf die Hydraulikanlage und die gesamte Maschine. Die Folge sind deutlich reduzierte Standzeiten und häufige Maschinenausfälle Einflussmöglichkeiten Dämpfungen sind entsprechend der Anforderungen der jeweiligen Funktion auszulegen. 6.8 Einbaulage Beschreibung Die vorgesehene Einbaulage des Hydrozylinders muss bei der Auswahl des Zylinders beachtet werden Auswirkungen Einige Einbaulagen haben Einfluss auf die Funktionsfähigkeit des Zylinders. Insbesondere Kolbenstangen nach oben, führen häufig zu Problemen mit der eingeschlossenen Luft, die nicht ohne weiteres entweichen kann. Bei sehr langen Zylindern mit großem Hub ist eine waagerechte Einbaulage ungünstig, da es zu Durchbiegungen bei vollständig ausgefahrener Kolbenstange kommen kann.

13 Seite Einflussmöglichkeiten Die Einbaulage ist ggf. mit dem Hersteller des Zylinders vorab abzustimmen, und es sind geeignete Entlüftungsanschlüsse vorzusehen (siehe auch 6.6). 6.9 Hydraulikfluid Beschreibung In Hydraulikanlagen und damit auch in Hydrozylindern werden, je nach Anwendung, Einsatz- und Umgebungsbedingungen, unterschiedliche Arten von Flüssigkeiten eingesetzt. Die Hydraulikfluide basieren z.b. auf Mineralöl, Wasserglycol, Phosphatester, Öl-in-Wasser- oder Wasser in-öl-emulsionen. Sie sind z.b. biologisch abbaubar, schwer entflammbar oder zeichnen sich durch hohe Schmierfähigkeit oder Druckfestigkeit aus. Um spezielle Eigenschaften, z.b. geringe Schaumneigung, zu erzielen, werden den Flüssigkeiten häufig Additive zugesetzt Auswirkungen Je nach Hydraulikfluid treten unerwünschte Nebenwirkungen auf. Einige Fluide greifen die Dichtungswerkstoffe an, es kann zu erhöhter Korrosionsneigung kommen und je nach eingesetztem Fluid treten in Verbindung mit hohen oder tiefen Temperaturen Probleme auf. Flüssigkeits- und Dichtungstyp können im Zusammenspiel zu Dichtheitsproblemen und Reibungseigenschaften führen, die für eine Anwendung ungünstig sind Einflussmöglichkeiten Die in der Hydraulikanlage eingesetzte Flüssigkeit muss mit den flüssigkeitsbenetzten Zylinderteilen, insbesondere den Dichtungen, verträglich sein und sollte keine Korrosionsneigung haben. Sie muss den Anforderungen an das Betriebsverhalten entsprechen (siehe auch 6.10) Betriebs- und Umgebungstemperatur Beschreibung Hydrozylinder sind der Betriebstemperatur der Hydraulikanlage und der Hydraulikfluide sowie den Temperatureinflüssen der Umgebung ausgesetzt. Die Temperatureinflüsse betreffen alle Dichtungsteile sowie alle Zylinderbauteile Auswirkungen Unzulässige Betriebs- oder Umgebungstemperaturen können zu Schäden an den Dichtsystemen oder dem Zylinderkörper führen Einflussmöglichkeiten Es sind geeignete Werkstoffe für den vorgesehenen Einsatzbereich zu verwenden. Sehr tiefe Temperaturen können auch besondere Anforderungen an die verwendeten Materialien für die Zylinderbauteile stellen. In Zusammenhang mit Abschnitt 6.9 sind geeignete Dichtungen und Dichtungswerkstoffe auszuwählen Umwelteinflüsse Beschreibung Hydrozylinder werden in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt. Sie sind verschiedenen Umwelteinflüssen, zum Beispiel Schmutz, Chemikalien oder Feuchtigkeit ausgesetzt. Diese sind vorwiegend außerhalb des Zylinders anzutreffen, können aber durch die Hydraulikanlage oder durch Einziehen bei der Rückbewegung der Kolbenstange ins Innere des Zylinders gelangen.

14 Seite Auswirkungen Umwelteinflüsse können die Zylinderteile angreifen. Zum Beispiel können harte Schmutzpartikel zu abrasivem Verschleiß durch die Bewegung der Kolbenstange führen, Feuchtigkeit kann zu Korrosion an ungeschützten Teilen führen. Abrasiver Verschleiß und Korrosion an der Kolbenstange, dem Kolben und der Innenseite des Zylinderrohres können zu Beschädigungen der Stangen- und Kolbendichtungen und der Stangen- und Kolbenführungen und damit zu internen und externen Undichtigkeiten führen Einflussmöglichkeiten Kolbenstangen und alle anderen Einzelteile eines Zylinders können mit entsprechenden Oberflächen, wie Hartverchromung, chemischer Vernickelung, Nickel-Chromschichten wirksam gegen Angriffe durch Schmutz und Feuchtigkeit geschützt werden. Die Verwendung von nichtrostenden Materialien kann sinnvoll sein. Dichtungen, insbesondere die bewegten Dichtungen, sind so zu gestalten und auszuwählen, dass Umwelteinflüsse nicht ins Innere des Zylinders gelangen. Die Reinheit des Mediums muss für die Anwendung geeignet sein Knickbeanspruchung Beschreibung Bei Kolbenstangen von Hydrozylindern, die durch Druckkräfte belastet werden, tritt Knickbeanspruchung auf Auswirkungen Bei Kolbenstangendurchmessern, die nicht für die auftretende Druckbelastung geeignet sind, kann es zum Ausknicken der Kolbenstange kommen Einflussmöglichkeiten Die Knickneigung der Kolbenstange eines Hydrozylinders wird durch folgende Randbedingungen beeinflusst: Konstruktionsart, Befestigungsart und Einbausituation, Kolbenstangenführung und Kraftangriffspunkt, Hublänge, Drucklast und Durchmesser der Kolbenstange Hydrostatische Auslegung Bei der Auslegung von Maschinen sind die entsprechenden Auslegungsnormen, insbesondere DIN EN ISO 4413, heranzuziehen.

15 Seite 15 Anhang A Zusammenhang Zylinderbaureihe und Zubehör Tabelle A.2 Zusammenhang Zylinderbaureihe und Zubehör Zylinderbaureihe Einbaumaße Zubehör Rundzylinder 100-bar Reihe DIN DIN ISO bar-Reihe DIN ISO DIN ISO bar-Reihe DIN ISO 6022 DIN ISO bar-Kurzhubzylinder ISO Zugankerzylinder 100-bar Reihe ISO bar-Kompaktreihe DIN ISO DIN DIN ISO 8133 DIN DIN bar-Kompaktreihe, Ø ISO ISO 13726

16 Seite 16 Literaturhinweise Grundnormen DIN , Fluidtechnik - Bauteile für hydraulische Anlagen - Teil 1: Kenngrößen DIN , Fluidtechnik - Bauteile für hydraulische Anlagen - Teil 2: Kenngrößen für elektrische Wegmesssysteme für Hydrozylinder DIN ISO 3320, Fluidtechnik - Durchmesser von Zylinderbohrungen und Kolbenstangen - Metrische Reihe DIN ISO 4393, Fluidtechnik; Zylinder; Kolbenhub-Grundreihen DIN ISO 4395, Fluidtechnik - Zylinder-Kolbenstangenenden, Ausführungen und Maße DIN ISO 7181, Fluidtechnik - Hydraulikzylinder - Flächenverhältnisse zwischen Zylinderbohrungen und Kolbenstangen ISO 2944, Fluid power systems and components - Nominal pressures ISO 3321, Fluid power systems and components - Cylinder bores and piston rod diameters - Inch series ISO 6099, Fluid power systems and components - Cylinders - Identification code for mounting dimensions and mounting types ISO 10100, Hydraulic fluid power - Cylinders - Acceptance tests Zylinder Einbaumaße DIN 24336, Fluidtechnik; Hydrozylinder 100 bar, Anschlussmaße DIN 24554, Fluidtechnik; Hydrozylinder 160 bar kompakt; Anschlussmaße DIN ISO , Fluidtechnik - Einbaumaße für Hydrozylinder mit einseitiger Kolbenstange, 16-MPa- (160-bar-)Reihe - Teil 1: Mittlere Reihe DIN ISO , Fluidtechnik - Einbaumaße für Hydrozylinder mit einseitiger Kolbenstange, 16-MPa- (160-bar-)Reihe - Teil 2: Kompaktreihe DIN ISO 6022, Fluidtechnik - Einbaumaße für Hydrozylinder mit einseitiger Kolbenstange, 25-MPa- (250-bar-)Reihe ISO , Hydraulic fluid power - Mounting dimensions for single rod cylinders, 16 MPa (160 bar) series - Part 3: Compact series with bores from 250 mm to 500 mm ISO 10762, Hydraulic fluid power - Cylinder mounting dimensions - 10 MPa (100 bar) series ISO 16656, Hydraulic fluid power - Single rod, short-stroke cylinders with bores from 32 mm to 100 mm for use at 10 MPa (100 bar) - Mounting dimensions Zylinder Zubehör DIN 24555, Fluidtechnik - Gelenkköpfe mit schmalen Gelenklagern - Anschlussmaße DIN 24556, Fluidtechnik - Gabel-Lagerbock mit Bolzen und Achshalter - Anschlussmaße DIN ISO 8132, Fluidtechnik - Hydrozylinder mit einseitiger Kolbenstange, mittlere 16-MPa-(160-bar-) und 25-MPa-(250-bar-)Reihe - Einbaumaße für Zubehör DIN ISO 8133, Fluidtechnik - Hydrozylinder mit einseitiger Kolbenstange, kompakte 16-MPa-(160-bar-)Reihe - Einbaumaße für Zubehör ISO 13726, Hydraulic fluid power - Single rod cylinders, 16 MPa (160 bar) compact series with bores from 250 mm to 500 mm - Accessory mounting dimensions