Physikalische Einsatzgrenzen

Wie bei allen Teilen einer Konstruktion werden auch bei dem Blockzylinder der Einsetzbarkeit durch gewisse physikalische Eigenschaften Grenzen gesetzt.

Ein hydraulischer Blockzylinder kann bis zu einer bestimmten Maximaltemperatur eingesetzt werden. Da Dichtungen am Kolben aus Elastomerwerkstoffen wie Polyurethan (PU), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) bestehen, muss eine maximale Temperaturgrenze von 80°C eingehalten werden. Verwendet man hitzebeständigere Werkstoffe, wie zum Beispiel Fluorkautschuk (FKM), so kann man die Maximaltemperatur auf 200°C steigern. Dieser Wert kann mit einfachen Mitteln nicht mehr überschritten werden.

Auch der Arbeitsgeschwindigkeit eines Kolbens sind Grenzen gesetzt, da sich die Dichtungen durch zu hohe Reibungsverluste bei einer großen Geschwindigkeit stark erhitzen und kaputt gehen. Während man als allgemeinen Richtwert mit einer maximalen Geschwindigkeit von 0,5 m/s rechnet, können für Spezialanwendungen auch noch wesentlich höhere Geschwindigkeiten erreicht werden. Andererseits muss man aber auch darauf achten, dass der Kolben nicht zu langsam arbeitet. Bewegt sich der Zylinder zwischen einer Haft- und Gleitreibung der Dichtungen, so kann es zu einem Stick-Slip-Effekt kommen. Die Kolbenstange bewegt sich ruckelnd und die Geräuschentwicklung ist erhöht. Verstärkt wird dieser Effekt noch, wenn zum Beispiel durch Luftblasen Nachgiebigkeiten im Hydrauliksystem vorhanden sind.

Möchte man stanzende Arbeiten durchführen, sollte man auf spezielle Stanzzylinder ausweichen, da normale hydraulische Zylinder dieser Belastung nicht standhalten. Beispielsweise treten bei einem Betriebsdruck von 200 bar bereits Druckspitzen von bis zu 1000 bar auf, was für einen normalen Hydraulikzylinder zu viel ist.

Generell muss man einen Zylinder verwenden, dessen maximale Druckgrenze an den Einsatzzweck angepasst ist. Ein Trugschluss ist aber, dass man nur die obere Grenze beachten muss. Richtig ist, dass ein Hydraulikzylinder, welcher für einen hohen Betriebsdruck ausgelegt ist, nicht grundsätzlich in jedem Falle bei einem wesentlich niedrigeren Druck eingesetzt werden sollte. Der Grund hierfür sind vor allem die Dichtungen, deren Anpresskraft bei geringerem Druck sinkt und somit Leckagen entstehen können. Sinnvoll ist es also vor dem Einsatz mit dem Zylinderhersteller Rücksprache zu halten.