Schweißnähte sind Schwachstellen? Wie Hydraulikzylinder dank deep-R die doppelte Belastbarkeit erreichen

Hydraulikzylinder sind das Herz jeder hydraulisch angetriebenen Maschine. Sie bewegen Pressen, Krane und Baggerarme – Tag für Tag, millionenfach über viele Jahre hinweg – häufig unter extremen Druck.

Schweißnähte stellen in der Regel die größten Schwachstellen der Konstruktion dar – trotz Einsatz modernster Schweißverfahren bleiben sie die Achillesferse eines jeden geschweißten Hydraulikzylinders. Hohe Zug- und Druckwechselbelastungen wirken besonders schädigend auf Schweißnähte. Dort ist der Werkstoff infolge örtlicher Aufhärtung, Gefügeumwandlungen und Eigenspannungen besonders anfällig für Mikrorissbildung. Anrisse können in kürzester Zeit wachsen und zum Versagen des Zylinders und letztlich zu hohen Stillstand- und Reparaturkosten führen.

Die gute Nachricht: Mit dem deep-R-Verfahren lässt sich diese Schwachstelle entschärfen. ACONA leistete Pionierarbeit in der Branche und blickt heute auf einen großen Bestand im Feld befindlicher deep-R Zylinder. Sprechen Sie uns an, um mehr über die Validierung zu erfahren.

Schweißnähte als Achillesferse von Hydraulikzylindern

Aufgrund veränderten Gefüges, lokalen Steifigkeitssprüngen und ungünstigen Zugeigenspannungen ist die Schweißnaht die Schwachstelle der meisten Zylinder.

Hinzu kommt die lokale Spannungskonzentration bzw. Spannungserhöhung, die an der Wurzel einer Schweißnaht auftritt (Kerbwirkung). Das macht die Schweißnaht objektiv zur größten konstruktiven Schwachstelle. Unter andauernder Belastung breiten sich unscheinbare Anrisse rasch aus und wachsen mit der Zeit durch den gesamten Querschnitt, was schließlich zum plötzlichen Ölverlust führt – mit Kollateralschäden für Maschine, Produkt und Personal.

Ungeplante Stillstände durch defekte Hydraulikzylinder verursachen nicht selten fünf- bis sechsstellige Kosten, weil Pressenzylinder, Hydraulikzylinder für Krane oder andere Maschinen wie z. B. Bagger komplett ausfallen. Dabei entstehen Nebenkosten für Reinigung, Beseitigung ölbedingter Umweltschäden sowie Lieferverzögerungen für Ersatzteile. Die Gesamtkosten werden durch Neuproduktion oder Hydraulikzylinder-Reparatur weiter in die Höhe getrieben.

Warum klassische Gegenmaßnahmen das Grundproblem nicht lösen

Der naheliegende Ansatz lautet häufig „dicker bauen“: Eine dickere Schweißnaht führt zwar zu einer höheren Tragfähigkeit, aber auch zu größeren Wandstärken – leider auch an Stellen, an denen diese gar nicht benötigt wird. Das bedeutet im Zweifel mehrere Tonnen Zusatzgewicht, höherer Material- und Energieverbrauch, zusätzlicher Bearbeitungsaufwand und ein schlechterer CO₂-Fußabdruck.

Post-Weld-Heat-Treatment (PWHT) oder Spannungsarmglühen können lokale ungünstige Eigenspannungen verringern und die Materialeigenschaften verbessern. Keine dieser Maßnahmen erhöht jedoch die Tragfähigkeit der kritischen Schweißnahtwurzel oder erzeugt gezielt positive Druckeigenspannungen, die den Betriebsspannungen entgegenwirken. Selbst bei hohem Prüf- und Nachbearbeitungsaufwand bleibt die Lebensdauer der Schweißverbindung daher begrenzt. Der Sicherheitsgewinn ist marginal – der Aufwand hoch.

Mithilfe von Röntgen- und Ultraschallprüfungen können Nahtfehler lokalisiert werden und Risiken minimiert werden. Aber auch diese Verfahren erhöhen nicht die Tragfähigkeit an sich.

Zwei Mitarbeiter besprechen im Büro die digitalen Pläne eines Hydraulikzylinders

deep-R: Zielgerichtete Verfestigung erhöht die Festigkeit dort, wo sie zählt.

Mit deep-R setzen wir dort an, wo herkömmliche Hydraulikzylinder an ihre Grenzen stoßen: direkt an der Schweißnaht – dem sensibelsten Punkt jeder Zylinderkonstruktion.

Das gemeinsam mit führenden Forschungseinrichtungen entwickelte Verfahren vereint modernste Berechnungsmethoden mit bewährter Verfestigungstechnik. Das Ergebnis: spürbar mehr Sicherheit, Effizienz und Lebensdauer.

Ihre Vorteile auf einen Blick:

  • Erhöhte dynamische Belastbarkeit durch gezielte Kaltverfestigung

  • Positive Druckeigenspannungen für maximale Ermüdungsfestigkeit

  • Deutliche Verringerung von Mikrokerben – weniger Anriss, mehr Sicherheit

Lebensdauertests belegen: deep-R vervielfacht die Zahl ertragbarer Lastwechsel. Die höhere Dauerfestigkeit ermöglicht schlankere Wandstärken, höhere Betriebsdrücke und kompaktere Bauweise – ohne Kompromisse bei der Sicherheit.

Messbare Effekte: längere Lebensdauer, höherer Betriebsdruck und niedrigeres Volumen

Damit die Leistungsfähigkeit von deep-R nicht nur auf dem Papier überzeugt, haben wir das Verfahren gemeinsam mit dem Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen im Rahmen umfassender Laborversuche validieren lassen.

Nach vielen Jahren befinden sich mittlerweile zahlreiche deep-R Zylinder im Dauereinsatz – mit Erfolg!

Bis zu

35

weniger Volumen und Gewicht

Bis zu

25

Leistungssteigerung

Bis zu

100

längere Lebensdauer

Für Konstrukteure und Betreiber ergeben sich damit zwei attraktive Optionen:

  • Mehr Leistung bei gleichem Bauraum – ideal, wenn höhere Kräfte gefragt sind,

  • Gleiche Leistung in schlankerer Bauform – perfekt, um Maschinen leichter, kompakter und energieeffizienter zu gestalten.

In beiden Szenarien sinken die Total Cost of Ownership (TCO): längere Serviceintervalle, reduzierte Stillstandrisiken und geringere Ersatzteil- sowie Wartungsaufwendungen machen deep-R zu einer Lösung, die sich sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb wirtschaftlich und ökologisch auszahlt.

Fazit: Warum deep-R Ihnen einen echten Wettbewerbsvorteil verschafft

Mit unserem deep-R-Verfahren wird die Schweißnaht gezielt verfestigt – direkt dort, wo herkömmliche Zylinder an ihre Grenzen stoßen. Durch die gezielte Behandlung der Nahtoberfläche wird die Schwachstelle eliminiert. Das Ergebnis: bis zu 100 % längere Lebensdauer, 25 % höherer Betriebsdruck und bis zu 35 % weniger Gewicht und Bauraum.

Wo andere an ihre Grenzen kommen, bauen wir gezielt Stärke auf.

Wenn Sie also Hydraulikzylinder nach Maß für dynamische oder hochdynamische, sicherheitsrelevante oder besonders nachhaltige Anwendungen benötigen, finden Sie in deep-R nicht nur eine technische Innovation, sondern eine wirtschaftlich wie ökologisch überlegene Optimierung Ihrer Schweißkonstruktion.

Wir konstruieren Ihnen individuelle Hydrauliklösungen genau nach Ihren Anforderungen und begleiten Sie dabei von der ersten Idee bis zur Inbetriebnahme. Alle Kompetenzen – Konstruktion, Engineering, Fertigung und unser moderner Maschinenpark – sind dabei an unserem Standort in Herzogenrath bei Aachen gebündelt, sodass Sie von kurzen Wegen und schnellen Entscheidungen profitieren.

Kontakt

Was können wir für Sie tun?

Ob Hydraulikzylinder-Anfrage, Rohrbearbeitung, Reparatur oder allgemeine Fragen.

Wir beraten Sie gern.