Sonderzylinder nach Zeichnung oder ISO-Hydraulikzylinder

Wer eine Anlage projektiert oder einen Aktuator ersetzt, steht früher oder später vor einer Entscheidung, die einfach erscheint, es aber nicht ist: Ist es besser, auf einen ISO-Hydraulikzylinder zu setzen, der ab Katalog verfügbar ist und mit gesicherten Lieferzeiten aufwartet, oder in einen speziellen Hydraulikzylinder nach Zeichnung zu investieren, der exakt auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten ist?

Die Antwort hängt von einer technischen und betrieblichen Analyse ab, die weit über den Stückpreis des Bauteils hinausgeht. Sie hängt vom Arbeitsumfeld ab, vom verfügbaren Bauraum in der Maschine, von den verwendeten Fluiden, den Lastzyklen und der künftigen Verfügbarkeit von Ersatzteilen vor allem aber von einem Aspekt, der sehr häufig unterschätzt wird: Wie viel Anpassung ist bereits innerhalb eines konfigurierbaren ISO-Zylinders möglich, ohne auf die Vorteile der Standardisierung zu verzichten?

Was man unter einem "ISO-Standard" Zylinder versteht und warum dieser Begriff nicht mit mangelnder Auswahlflexibilität gleichzusetzen ist

In der Industriehydraulik bezeichnet der Begriff "Standard" Zylinder, die den ISO-Normen entsprechen, welche Einbaumaße, Befestigungen und Betriebsdrücke festlegen. Die zwei wichtigsten Referenznormen für Industriezylinder sind ISO 6020/2, die Zylinder mit Zuganker und Gegenflansch bis 160–210 bar mit Bohrungen von 25 bis 200 mm abdeckt, sowie ISO 6022, die Zylinder für Schwerlastanwendungen bis 250 bar mit Bohrungen von 50 bis 200 mm und Hüben bis 6.000 mm definiert.

Die Standardisierung gewährleistet die Austauschbarkeit: Ein ISO-Zylinder kann durch einen anderen Hersteller ersetzt werden, der dieselbe Norm einhält, ohne die Maschine zu modifizieren. Dies ist ein keineswegs zu vernachlässigender Vorteil für alle, die unterschiedliche Maschinenparks verwalten oder im Fall eines Notaustausches die Stillstandszeiten minimieren müssen.

Was viele Konstrukteure jedoch nicht vollständig nutzen, ist die Breite der konfigurierbaren Optionen, die bereits innerhalb des ISO-Rahmens existieren, ohne die Standardisierung zu verlassen. Am Beispiel der ISO-6020/2-Zugankerzylinder umfassen die frei kombinierbaren Variablen die Wahl des Kolbenstangenmaterials (CK45 verchromt in der Standardausführung, aber auch verchromter Edelstahl, verchromter vergüteter Stahl, Nikrom oder verchromter oberflächengehärteter Stahl), den Dichtungstyp (Standard hochdichtend, reibungsarm, Viton® für hohe Temperaturen oder Wasser-Glykol), das Vorhandensein einstellbarer Endlagendämpfungen, den Befestigungstyp aus allen von der Norm vorgesehenen Varianten sowie die Ergänzung durch Magnetsensoren oder Positionsaufnehmer.

Das Ergebnis ist, dass das, was der Anwender in einer Vielzahl von Fällen als „kundenspezifischen Zylinder" bezeichnet, in Wirklichkeit ein ISO-Zylinder ist, der mit den richtigen Optionen konfiguriert wurde. Und ein konfigurierbarer ISO-Zylinder bietet einen Vorteil, den eine Sonderausführung nicht bieten kann: Ersatzteile (Dichtungen, Buchsen, Kolben) sind stets auf Lager, standardisiert und ohne Weiteres verfügbar.

Wann die ISO-Konfiguration ausreichend ist

Bei der Mehrzahl der industriellen Standardanwendungen lässt sich die erforderliche Anpassung problemlos im Rahmen eines konfigurierbaren ISO-Zylinders realisieren. Die häufigsten Fälle, in denen dies die richtige Wahl ist, werden nachfolgend dargestellt.

Aggressives oder korrosives Umfeld. Wenn der Zylinder unter Bedingungen hoher Luftfeuchtigkeit, Salzsprühnebel, Reinigung mit sauren Reinigungsmitteln oder in chemisch aggressiven Umgebungen betrieben wird, ist die Antwort nicht zwingend ein vollständig aus Edelstahl gefertigter Zylinder, der mit deutlich höheren Kosten und Fertigungsvorlaufzeiten verbunden ist.

In vielen Fällen genügt die Wahl einer verchromten Edelstahlkolbenstange (Option RRX) in Kombination mit einer chemischen Vernicklung am Zylindergehäuse mit einer Schichtdicke von 20 µm und einer zertifizierten Beständigkeit von bis zu 1.200 Stunden im Salzsprühnebel bei Bewertung 10. Ein hohes Schutzniveau, das bei einem ISO-Zugankerzylinder erreichbar ist, ohne die Struktur des Bauteils zu verändern.

Vorhandensein von Staub oder abrasiven Partikeln. In Umgebungen mit Metallspänen, Sandstaub oder feinem Partikelflug typisch für Gießereien, Schneidanlagen oder die Steinbearbeitung reicht der Standardabstreifer möglicherweise nicht aus, um die Kolbenstange beim Einfahren zu schützen. Die Lösung ist der Metallabstreifer (Option RM), der eine einwandfreie Anlage an der Kolbenstange gewährleistet und auch kleinste Partikel entfernt, die ein Elastomerabstreifer durchlässt.

Hochfrequente Zyklen oder Hübe über 2.000 mm. Wenn der Hub 2.000 mm überschreitet oder die Betriebsgeschwindigkeiten hoch sind, kann sich zwischen dem Abstreifer und der Dichtung der Führungsbuchse Fluid ansammeln. Die Lösung ist die Buchsenentlüftung (Option SD), die es ermöglicht, das überschüssige Fluid abzuführen und in den Tank zurückzuleiten, um unerwünschte Drücke in diesem Bereich zu vermeiden. Bei sehr langen Hüben fällt die Wahl zudem auf ISO-6020/2-Gegenflanschzylinder, die eine Verlängerung der Zuganker unter Last ausschließen und eine höhere geometrische Stabilität gewährleisten.

Anforderung an die Positionsregelung. Wenn die Anwendung es erfordert, die Position des Kolbens entlang des Hubs zu kennen an diskreten Punkten oder kontinuierlich liegt die Antwort in der Integration von Magnetsensoren (Baureihe MD) oder eines magnetostriktiven Linearaufnehmers (Baureihe TD/TK für Zugankerzylinder, TH/TX für Gegenflanschzylinder). Dabei handelt es sich um Optionen, die bei Standard-ISO-Zylindern verfügbar sind, mit nativer Integration und ohne Kompromisse hinsichtlich der Bauteilstruktur.

Erhebliche Radiallasten. Wenn die Applikationsgeometrie keine einwandfreie Ausrichtung zwischen Zylinderachse und Lastrichtung gewährleistet, können die Radiallasten auf Buchsen und Dichtungen kritisch werden. In diesem Fall ist die richtige Wahl die ISO-6022-Baureihe DP für Schwerlastanwendungen, ausgestattet mit doppelter Bronzeführung am Kolben und einer langen Bronzebuchse an der Kolbenstange, die speziell dafür ausgelegt ist, unvorhergesehene Radiallasten aufzunehmen, ohne die Lebensdauer des Zylinders zu beeinträchtigen.

Wann der Sonderzylinder nach Zeichnung die richtige Wahl ist

Es gibt Situationen, in denen keine Kombination von Optionen bei einem ISO-Zylinder den Anforderungen vollständig entspricht. In diesen Fällen ist der Sonderzylinder nach Zeichnung als Sonderausführung (SX) definiert der richtige Weg, auch wenn er einen höheren Zeit- und Kostenaufwand erfordert.

Nicht standardisierte Geometrien. Wenn der in der Maschine verfügbare Bauraum Einbaumaße erfordert, die von den Normvorgaben abweichen beispielsweise Zwischenbohrungen, individuelle Befestigungsabstände und Ölanschlüsse an nicht konventionellen Positionen, kann sich der ISO-Zylinder nicht anpassen. In diesen Fällen muss der Zylinder ausgehend von den tatsächlichen Maschinenmaßen konstruiert werden.

Betriebsdrücke außerhalb des ISO-Bereichs. ISO-6022-Zylinder erreichen einen Nenndruck von 250 bar, geprüft bei 375 bar gemäß ISO 10100. Anwendungen, die höhere Nenndrücke erfordern, bedürfen einer spezifischen Auslegung, die geeignete Wandstärken, Werkstoffe und Dichtungen für diese Bedingungen sicherstellt.

Nicht konventionelle Spezialflüssigkeiten. ISO-Zylinder sind für Mineralhydrauliköl, Phosphorsäureester und Wasser-Glykol in Ausführungen mit Viton® oder Wasser-Glykol-Dichtungen ausgelegt. Für noch ungewöhnlichere Flüssigkeiten wie Emulsionen mit hohem Wasseranteil, Fluide mit sehr hohen Temperaturen oder Fluide mit ungewöhnlichen chemischen Eigenschaften kann es erforderlich sein, spezifische Werkstoffe und Dichtungen zu wählen, die außerhalb des Standardbereichs liegen.

In allen diesen Fällen ist der Vorteil der Zusammenarbeit mit einem Hersteller, der auch Sonderausführungen auf Basis derselben ISO-Struktur fertigt, erheblich: Die standardisierten Komponenten Böden, Buchsen, Zuganker, Dichtungen bleiben dieselben wie im Katalog, mit allen daraus resultierenden Vorteilen hinsichtlich garantierter Qualität und künftiger Ersatzteilversorgung.

Der Zeitfaktor: eine oft ausschlaggebende Variable

Bei der Abwägung zwischen ISO-Zylinder und Sonderzylinder nach Zeichnung ist die Lieferzeit eine Variable, die ebenso schwer wiegt wie der Preis, wenn nicht sogar mehr. Bei einem unerwarteten Maschinenausfall hat jeder verlorene Produktionstag reale Kosten, die schnell den Wert jedes einzelnen Bauteils übersteigen können.

Ein konfigurierbarer ISO-Zylinder mit bereits festgelegten Dichtungsoptionen, Kolbenstangenmaterial und Zubehör kann dank der Lagerverfügbarkeit aller Komponenten in sehr kurzer Zeit produziert und geliefert werden. Im Dringlichkeitsfall kann die Lieferzeit auf 48 Stunden sinken. Eine Sonderausführung nach Zeichnung hingegen erfordert eine Konstruktionsphase, gegebenenfalls eine Zeichnungsfreigabe und die Fertigung von Nicht-Lagerteilen mit zwangsläufig längeren Lieferzeiten.

Dieser Unterschied legt eine klare Strategie nahe: den konfigurierbaren ISO-Zylinder für Anwendungen einsetzen, bei denen die Geometrie es zulässt, den Sonderzylinder auf Fälle beschränken, in denen keine Alternative besteht, und die Verfügbarkeit eines Reservezylinders in Situationen vorausplanen, in denen ein schneller Austausch für die Produktionskontinuität entscheidend ist. Der Online-Konfigurator von Conforti ermöglicht es, die Zylinderkonfiguration eigenständig zu definieren und zu validieren, 2D und 3D-Modelle herunterzuladen und Lieferzeiten in Echtzeit abzurufen, was diese Planungsphase erheblich vereinfacht.

Eine technische, nicht nur wirtschaftliche Entscheidung

Die Unterscheidung zwischen ISO-Zylinder und Sonderzylinder nach Zeichnung ist nicht nur eine Budgetfrage, sondern vor allem eine Frage der korrekten technischen Analyse. Den konfigurierbaren ISO-Zylinder zu wählen, wenn die Anwendung es erlaubt, bedeutet, von Austauschbarkeit, gesicherten Ersatzteilen, verlässlichen Lieferzeiten und niedrigeren Gesamtbetriebskosten zu profitieren.

In beiden Fällen ist der Ausgangspunkt dieselbe Frage: Muss dieses Bauteil genau diese Aufgabe erfüllen, in dieser Umgebung, mit diesen Lasten und diesen Fluiden, für wie viele Jahre und mit welcher akzeptablen Wartungshäufigkeit? Diese Frage präzise zu beantworten ist der schnellste Weg, um die richtige Antwort bei der Wahl des Zylinders zu finden.

Für eine Analyse Ihrer spezifischen Anforderungen steht das technische Team von Conforti zur Verfügung, um bei der Auswahl des am besten geeigneten Zylinders zu unterstützen.