Teleskopzylinder: Fertigung, Analyse und Optimierung

Wie funktioniert ein Teleskopzylinder?

Teleskopzylinder sind eine besondere Bauform hydraulischer Zylinder, die durch mehrere ineinandergreifende Kolbenstufen eine große Hublänge bei kompakter Einbausituation ermöglichen. Sie bestehen aus mehreren Zylinderrohren unterschiedlicher Durchmesser, die sich wie die Segmente eines Teleskops ausfahren lassen. Durch diesen Hydraulikzylinder Aufbau eignen sie sich ideal für Anwendungen mit begrenztem Bauraum und gleichzeitig hohem Hubbedarf.

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Skizze Modell eines mehrstufigen Teleskopzylinders

Wo werden Teleskopzylinder eingesetzt?

Aufgrund ihrer Bauweise werden Teleskopzylinder in zahlreichen Industrien eingesetzt:

Gießereiindustrie

Präzise Steuerung der Kippbewegung einer Kokille (Gießform)
Nutzfahrzeuge & Baumaschinen

Kippvorrichtungen von LKWs, Radladern oder Muldenkippern
Pressen & Recyclinganlagen

Kompakte Bauform bei gleichzeitig hoher Kraftübertragung
Hebebühnen & Krantechnik

Verlängerte Hübe ermöglichen maximale Flexibilität im Einsatz.

Besonderheiten und Herausforderungen

Teleskopzylinder müssen hohe Kräfte übertragen, während gleichzeitig jede Stufe eine exakte Führung benötigt, um Verschleiß und mechanische Beschädigungen zu vermeiden. Insbesondere treten folgende Herausforderungen auf:

Präzise Fertigung: Die einzelnen Kolbenstufen müssen mit ihren Laufflächen präzise zueinander ausgerichtet sein, um Reibung zu minimieren. Dies erfordert exakte Innenbearbeitung (Honen).
Dichtungssysteme: Die Stufen müssen mit optimal angepassten Dichtungen versehen sein, um Leckage zu minimieren.
Querkräfte: Teleskopzylinder sind vornehmlich für axiale Kräfte ausgelegt und reagieren sensibel auf Querbelastungen. Diese müssen bei der Konstruktion ausreichend berücksichtigt werden, um Fehlfunktionen oder vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden.

Der hergestellte Zylinder wird von einem Mitarbeiter von ACONA geprüft

Teleskopzylinder für Heavy Lifting Systems

ACONA entwickelt und fertigt auch Hydraulikzylinder für den Einsatz in industriellen Hubsystemen und Schwerlastanwendungen. Die Zylinder werden individuell ausgelegt und anschließend an den jeweiligen Anlagen- bzw. Systemhersteller geliefert, der diese in komplette Industriehubsysteme integriert.

Die eingesetzten 3-stufigen Teleskopzylinder erreichen im ausgefahrenen Zustand eine Länge von bis zu etwa 10 m und ermöglichen dadurch große Hubwege bei gleichzeitig kompakter Einbausituation. Als doppeltwirkende Zylinder gewährleisten sie ein präzises Ein- und Ausfahren unter Last. Die fertigen Hydraulikzylinder lassen sich problemlos in ein Führungssystem auf Schienen integrieren, sodass die Lasten kontrolliert bewegt werden können.

Mit einer Hubkraft von bis zu 250 Tonnen pro Zylindereinheit eignen sich die Systeme besonders für schwere Lasten, bei denen hohe Kräfte und zuverlässige Bewegungsabläufe erforderlich sind.

Typische Einsatzbereiche sind etwa das Heben und Positionieren von Transformatoren, Schiffsmotoren sowie weiteren schweren Industriekomponenten im Schiffs- und Anlagenbau.

Ein Teleskopzylinder mit Optimierungsbedarf

Ein führender Automobilzulieferer wandte sich mit einem akuten Problem an uns:
Ein Teleskopzylinder war ausgefallen und musste dringend analysiert, optimiert und repariert werden.

Analyse des Schadens

Nach der Demontage des defekten Zylinders stellte sich bei der Begutachtung heraus, dass es im Betrieb zu einem unsachgemäßen Kontakt der Gleitflächen, verstärktem Abrieb an den Laufflächen und stark verschlissenen Dichtungen gekommen war. Wir stellten im Gespräch mit dem Kunden fest, dass erhebliche Querkräfte, die auf die einzelnen Stufen wirkten, diesen Zustand verursacht hatten. Die vorhandenen Führungen und Dichtungen waren nicht für diese Belastungen ausgelegt. Dies führte dazu, dass die Kolbenrohre aneinander rieben, was schließlich im Versagen des Zylinders resultierte.

Engineering-Lösung von ACONA

Um die strukturellen Probleme des Zylinders zu eliminieren, entwickelten wir gezielte Modifikationen:

Zusätzliches Führungselement: Führungsbänder wurden entsprechend des Belastungsfalls integriert, um Querkräfte aufzunehmen und die einzelnen Stufen optimal in ihrer Achsrichtung zu stabilisieren.
Modifizierte Werkstoffe: Um Verschleiß an den Kontaktflächen zwischen den Zylinderstufen zu reduzieren, wurde auf Werkstoffe mit guten Gleiteigenschaften gesetzt und die Materialkombinationen von Kolbenstange und Zylinder variiert (bspw. Einsatz von Gusswerkstoffen).
Optimierung der Dichtungstechnik: Hochleistungsdichtungen mit verbessertem Reibverhalten wurden eingebaut, um die Leichtgängigkeit des Zylinders zu gewährleisten und ein Verklemmen der Stufen zu verhindern.

Das Ergebnis

Nach der Modifikation wurde der überarbeitete Teleskopzylinder wieder an den Kunden geliefert. Die Implementierung des neuen Führungselements nimmt die Querkräfte auf, wodurch die Bewegung der Zylinderstufen nun störungsfrei abläuft. Der modifizierte Zylinder ist inzwischen wieder im Einsatz.

Der Kunde war von der schnellen und lösungsorientierten Herangehensweise überzeugt. Innerhalb kürzester Zeit wurde der Zylinder optimiert und instand gesetzt.

Mit dieser erfolgreichen Optimierung unterstreichen wir erneut unsere Kompetenz in der Entwicklung und Nachbearbeitung von Hydraulikzylindern – insbesondere auch im Bereich der anspruchsvollen Teleskopzylinder-Technologie.

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