Dabei gelten natürlich die Maßstäbe für Hydraulik-Zylinder: Die Gleitflächen von Zylinderrohr und Kolbenstange aus Spezial-Kunststoff übernehmen die Rolle der bei herkömmlichen Stangen und Rohren verwendeten Chromschicht, da sie als Gegenlauffläche für Dichtungen dienen. Sie müssen außerdem präzise sein und hohen hydraulischem Druck standhalten. Herausfordernd ist in diesem Zusammenhang, dass Verbund-Werkstoffe aus CFK zwar wie Metalle mechanisch etwa durch Drehen, Fräsen oder Bohren bearbeitet werden können. Dabei sollte die Fertigung aber alle Unterbrechungen der Faser vermeiden, da diese die Festigkeit des Werkstücks schwächen.
Werkstoff-Diagramm von Hänchen

Werkstoff-Diagramm des Anbieters. Bild: Hänchen

Diese Rahmenbedingungen erforderten es, eine geeignete Oberfläche zu entwickeln. Sie sollte eine Feinbearbeitung durch Honen zulassen, um den für Produkte des Anbieters typischen Kreuzschliff mit einer Rauigkeit von Rz=0,8 zu ermöglichen. Diese Schicht wird im Rahmen der Fertigung in den Verbund mit eingebracht und ist somit ein fester Teil von H-CFK. Somit werden die Bauteile innerhalb eines Produktionsprozesses einschließlich der benötigten Laufflächen hergestellt. Dieser Aufbau erlaubt eine mechanische Endbearbeitung der Oberfläche, die eine harte, nachbearbeitbare Gleitfläche sicherstellt.

Die Oberfläche ist korrosionsfrei und auch für Flugrost unempfindlich, der verchromte Stangen angreifen kann. All dies begünstigt einen reibungs- und verschleißarmen Dichtungslauf. Zusätzlich wird durch diese Laufflächen-Technologie im Werkstoff-Verbund eine entsprechende Verschleißschicht aufgebracht. Sie ermöglicht den Einsatz aller Dichtungskombinationen des Herstellers. Das gilt für Standard-Dichtungen ebenso wie für die Ausführung Servofloat mit Ringspaltdichtung oder das hydrostatische Lager Servobear.

Die Verbindung zwischen Metall und Carbon

Der Fertigungsprozess erlaubt eine Verbindung zwischen Gewinde, Verschluss und anderen Anschlussteilen aus Metall und dem aus Carbon designten Bauteil, das nicht nur auf Rundausführungen beschränkt ist. Denn als krafteinleitende Elemente eigenen sich metallische Bauteile besser.

Geklebte Verbindungen halten den hohen Belastungen beispielsweise der Hydraulik nicht stand und kommen deshalb nicht in Frage. Die besondere Wickeltechnologie des Unternehmens macht es möglich, metallische Objekte wie Gewindeenden oder Ringe mit Gewinden zum Anbau von Befestigungselementen fest einzubinden. Dabei entsprechen Präzisionsmaßstäbe wie Rundheit oder Passgenauigkeit den gewohnten Qualitätsansprüchen des Anbieters.

Einsatz von H-CFK Hydraulik-Zylinder

Unter diesen Voraussetzungen bietet das Unternehmen Hydraulik-Zylinder in Kleinstückzahlen, deren Kolbenstangen und Zylinderrohre aus H CFK bestehen. Sie reduzieren im mobilen und stationären Leichtbau das Gewicht und erlauben korrosionsfreie oder amagnetische Konstruktionen.

Mit einem Kolbendurchmesser bis 200 Millimeter, einem Hub bis 1.500 Millimeter, Kräften bis 400 Kilonewton und einem Temperaturbereich von -40 Grad Celsius bis 80 Grad Celsius lassen sich in Fahrzeugen, mobilen und stationären Anwendungen, im Offshore- und Offroad-Bereich neue Lösungen verwirklichen.

Die Präzision entspricht der ISO-Qualität 7, die Stange erfüllt f7, das Rohr H7. Die Zylinderrohre aus H CFK erlauben den Einsatz von Drücken bis 700 bar und höher, denen bisher nur äußerst aufwändige und schwere Spezialkonstruktionen standhielten.

Hydraulik-Zylinder von Hänchen

Hydraulik-Zylinder aus H CFK. Bild: Hänchen

Hydraulik-Zylinder mit Kolbenstangen aus H CFK bieten sich an, wenn bei gleicher Leistung Energie eingespart oder in hochdynamischen Anwendungsfällen eine höhere Beschleunigung erzielt werden soll: Je nach Einsatzfall lässt sich die Antriebsleistung reduzieren oder die jeweilige Hydraulik-Komponente bei gleicher Leistungsfähigkeit stark verkleinern.