Vielfalt in Serie

Technik

Kolbenstangen – Große Sorgfalt ist das A und O bei der Herstellung von Kolbenstangen und auch die Auswahl des richtigen Materials ist entscheidend. Verblüffenderweise plant ein Anbieter dabei individuell, fertigt aber in Serie.

21. März 2011

Kolbenstangen sind eine Kernkomponente von Hydraulikzylindern. Sie führen den Kolben im Zylinder und dichten zusammen mit der Stopfbuchse den Zylinderdruckraum gegen die Umgebung ab.

Ein großes Sortiment an Kolbenstangen bietet zum Beispiel Hänchen aus Ostfildern. Der Hydraulikspezialist bietet unterschiedliche, auf die jeweilige Anwendung abgestimmte Materialqualitäten jetzt auch serienmäßig an. Das ist auch eine der Botschaften zur Hannover Messe Industrie 2011. Auf diese Weise kann der Kunde über das für seine Applikation optimale Material schnell und günstig verfügen. Hinzu kommen Sonderausführungen aus unterschiedlichen Niro-Stahlqualitäten oder aus Aluminium.

Die kostengünstigste Wahl ist eine Stange aus Feinkornstahl. Durch ihre hohe Zähigkeit eignet sie sich besonders für Anwendungen mit außerordentlicher Dauerbelastung und schützt vor Ermüdungsschäden. Die Alternative aus gehärtetem Vergütungsstahl ist gegenüber äußeren Belastungen besonders widerstandsfähig.

Dies gilt für mechanische Belastungen durch Schläge und Stöße ebenso wie für das Auftreten von besonders hohen Seitenkräften. Hänchen hat diese beiden Qualitäten in allen gängigen Durchmessern seines eigenen Standards ebenso auf Lager wie in den Norm-Durchmessern nach ISO 3320.

»Trotz der Materialvielfalt können wir sehr kurze Lieferzeiten zusichern« betont Klaus G. Wagner, bei Hänchen Leiter der Entwicklung Standard. »Wenn ein Kunde beispielsweise wegen einer Ersatzstange aus unserem Serienprogramm um 11:00 Uhr anruft, können wir im Notfall noch am selben Tag ausliefern.«

Die im Lager bereitliegenden Stangen sind komplett vorgefertigt und müssen nur noch auf Länge geschnitten und mit einem passenden Stangenende versehen werden.

Die Vorbearbeitung ist dabei von großer Bedeutung. Denn entgegen der marktüblichen Maßverchromung hat Hänchen verschiedene Hartchromschichten von mindestens 35 bis zu 100 Mikrometern auf Lager.

Präzise Bearbeitung

Die Chromschicht wird durch Honen besonders präzise bearbeitet, Hänchen hat hierdrin 85 Jahre Erfahrung. Entweder wird dabei ein Kreuzschliff durch klassisches Honen aufgebracht oder ein überlagernder Kreuzschliff durch Kurzhubhonen. Der Fachmann arbeitet mit zwei Bewegungen, einer Dreh- und einer Längsbewegung. Da diese fast gleich schnell erfolgen, entsteht das typische Bild eines Kreuzschliffs.

Die so erreichte Güte der Oberflächenstruktur soll die Präzision der Kolbenbewegung und die Langlebigkeit des Produkts garantieren. Durch das Vorhonen erreicht Hänchen eine bessere Haftung, die das Aufbringen einer besonders dicken Chrombeschichtung ermöglicht.

Nach dem Verchromen wird noch einmal gehont: Dies sichert die genau definierte Oberflächengüte. Das teuerste Teil am Zylinder ist somit praktisch verschleißfrei. Wenn dies trotzdem einmal notwendig sein sollte, lassen sich die Kolbenstangen wegen der besonderen Stärke der Chromschicht auch nach Jahrzehnten problemlos nachhonen.

Gut geschmiert

Durch den Kreuzschliff ist die Oberfläche optimal zu schmieren, was sich positiv auf Dichtungs- und Führungselemente auswirkt. Speziell die Dichtlippe benötigt einen beständigen Schmierfilm, um nicht trocken zu laufen.

Bei einer rund geschliffenen Oberfläche besteht die Gefahr, dass der Ölfilm unter der Dichtlippe abreißt. Die Folgen wären erhöhte Reibung, Stick-Slip oder Verschleiß. Der Kreuzschliff durch Honen ist ideal, weil dabei die typischen »Berge und Täler« immer einen Winkel von 45 Grad bilden, und so die Dichtlippe stets optimal geschmiert wird.

Dank dieser Vorgehensweise spart der Anwender Folgekosten: »Durch die hochwertigen Fertigungsverfahren der Kolbenstangen ist häufig ein jahrzehntelanger Dauereinsatz von Hänchen-Zylindern möglich«, bestätigt Wagner.

Kolben und Stange werden dauerhaft miteinander zu einer Kolbenstange verbunden. Diese Verbindung erfolgt unlösbar durch Nieten oder Schweißen. Beim Nieten ist es aber wichtig, Geometrie und Verformung so zu gestalten, dass die Verbindung ausreichend fest ist. Vermieden werden Zonen, die unter schädlichem Wärmeeinfluss stehen.

Ab einer gewissen Zylindergröße ist Nieten nicht mehr möglich. Dann verschweißt Hänchen Kolben und Stange und erzielt so eine garantierte und viel höhere Prozesssicherheit.

Alle Kolben werden metallisch geführt und nicht auf Führungsbändern aus Kunststoff. Hier verwendet Hänchen zumeist eine fest aufgeschweißte Schicht aus Bronze. Die metallische Führung lässt sich wesentlich genauer ausführen als eine Führung mit Kunststoffbändern. Dies belastet die Bauteile deutlich weniger.

»Kolbenstangen von Hänchen sind Jahrzehnte im Einsatz.«

Klaus G. Wagner, Entwicklungsleiter Hänchen

Erschienen in Ausgabe: 02/2011